JPH0846602A - 双方向性回路システム - Google Patents

双方向性回路システム

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JPH0846602A
JPH0846602A JP17498294A JP17498294A JPH0846602A JP H0846602 A JPH0846602 A JP H0846602A JP 17498294 A JP17498294 A JP 17498294A JP 17498294 A JP17498294 A JP 17498294A JP H0846602 A JPH0846602 A JP H0846602A
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terminal
level
bus
circuit
bidirectional
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JP17498294A
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Shinzo Naramoto
真三 楢本
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NEC Engineering Ltd
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NEC Engineering Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 第1及び第2の双方向性回路の間に、外部の
特別な制御を不要とし、一方向に信号伝搬している状態
で、逆方向にも、同時に信号の伝搬を可能にした双方向
性回路システムを提供する。 【構成】 第1及び第2の双方向性回路は、互いに異な
る導電型のトランジスタを有し、制御電極に受信端子を
接続すると共に、他の電極をそれぞれバス端子に接続し
た構成を備え、且つ、バス端子からの信号及び受信端子
に与えられる入力信号とから、送信端子に出力する出力
信号を決定する論理回路を有している。各論理回路に
は、各双方向性回路の受信端子に高レベルHと低レベル
Lとが入力される場合に、バス端子の電位“(Vh+V
l)/2”を基にしきい値電位が定められ、受信端子お
よび送信端子における高レベルHおよび低レベルLの四
つの組合わせ状態を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、バス信号線上に双方向
にデータを伝搬できる双方向性回路システム、及び、こ
のシステムに使用される双方向性回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の双方向性回路システム及
び双方向回路は、「CMOSディジタル回路マニュア
ル」(ラジオ技術社版 横井与次郎著 204頁)に記
載されている。このシステムでは、データをバス信号線
を介して双方向に伝搬するために、バス信号線の両端
に、互いに同一の構成を備えた双方向性回路が接続さ
れ、各双方向性回路は、互いに異なる時点に、データを
バス信号線上に、一方から他方へ伝送するトランスミッ
ション・ゲート方式を採用している。
【0003】より詳細に述べると、図4に示されるよう
に、双方向性回路システムは、バス信号線3の両端に接
続された2つの双方向性回路4を備え、両双方向性回路
は同一の回路構成を有している。このため、ここでは、
一方の双方向性回路4についてのみ主に説明する。図示
された双方向性回路4は受信端子45、制御端子46、
送信端子47、及びバス端子48を備え、バス端子48
はバス信号線3の一端に接続されている。双方向性回路
4は、LSIによって構成されており、具体的には、P
チャネル・トランジスタ41、Nチャネル・トランジス
タ42、否定回路43、及びバッファ回路44を有して
いる。この場合、Pチャネル・トランジスタ41及びN
チャネル・トランジスタ42のソース、ドレインは共通
に接続されて、受信端子45及びバス端子48に接続さ
れている。また、Pチャネル・トランジスタ41及びN
チャネル・トランジスタ42のゲートは直接及び否定回
路43を介してそれぞれ制御端子46に接続されてい
る。更に、ドレインの共通接続端子はバッファ回路44
を介して送信端子47に接続されている。
【0004】次に、上述の回路動作について説明する。
トランジスタ41、42、及び否定回路43はトランス
ミッション・ゲート回路を形成しており、制御端子46
の入力が低電位Lの場合に、受信端子45からの入力信
号をバス端子48に出力している。即ち、制御端子46
が低電位Lの場合、Pチャネル・トランジスタ41のゲ
ートは低電位Lであり、このトランジスタ41は導通状
態、即ち、“ON”状態になる。他方では、否定回路4
3のインバータを介して接続されるNチャネル・トラン
ジスタ42のゲートには高電位Hが与えられ、トランジ
スタ42も導通状態、即ち、“ON”状態になる。この
状態で、受信端子45からの入力信号は、両トランジス
タ41、42のソースSからドレインDを介してバス端
子48に伝搬される。
【0005】一方、制御端子46の入力が高電位Hの場
合、上記とは逆に、トランジスタ41、42は、共に非
導通状態、即ち、“OFF”状態となり、各トランジス
タ41、42のソース、ドレイン間は高インピーダンス
となって、バス端子48からの入力信号をバッファ回路
44を介して送信端子47に伝搬できる。
【0006】この構成によれば、二つの双方向性回路の
制御端子46の一方に低電位Lが与えられており、他方
に高電位Hが与えられている場合、低電位Lの双方向性
回路の受信端子45からバス信号線3を介して高電位H
の双方向性回路の送信端子47に信号を伝搬することが
できる。他方、入力信号を逆方向に伝搬させる場合、接
続された二つの双方向性回路の制御端子46において、
一方の双方向性回路4の制御端子46の電位を低電位L
から高電位Hに変更し、他方の双方向性回路4の制御端
子の電位を高電位Hを低電位Lに変更することにより、
入力信号を逆方向にも伝搬できる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の双方向
性回路システムでは、LSIによって構成された同一構
成の双方向性回路をバス信号線の両端に接続し、且つ、
各双方向性回路の制御端子46の電位を送信側で低電位
Lにすると共に、受信側の制御端子の電位を高電位Hに
する制御を必要としている。この構成によれば、二つの
双方向性回路間に外部から送受信制御を行う回路を必要
とするだけでなく、一方向に信号伝搬している状態で、
逆方向には信号の伝搬が不可能であるという問題点があ
る。
【0008】本発明の課題は、バス信号線によって接続
される二つの双方向性回路の間に、外部の特別な制御を
不要とし、一方向に信号伝搬している状態で、逆方向に
も、同時に信号の伝搬が可能である双方向性回路システ
ムを提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、第1の
受信端子、第1の送信端子、及び第1のバス端子を備
え、第1のバス端子をバス信号線の一端に接続されると
共に、第1の受信端子からの信号を第1のバス端子に送
出する一方、第1のバス端子からの信号を第1の送信端
子に出力する第1の双方向性回路と、第2の受信端子、
第2の送信端子、及び第2のバス端子を備え、第2のバ
ス端子をバス信号線の他端に接続されると共に、第2の
受信端子からの信号を第2のバス端子に送出する一方、
第2のバス端子からの信号を第2の送信端子に出力する
第2の双方向性回路とを備え、第1及び第2の双方向性
回路は、第1及び第2の受信端子に同時に信号が与えら
れた場合にも、前記信号は、そのまま同時的に、第2及
び第1の送信端子にあらわれるように、構成されている
ことを特徴とする双方向性回路システムが得られる。
【0010】更に、本発明によれば、バス信号線を介し
て双方向に信号を伝搬できる双方向回路において、ソー
スを高電位Vhに接続され、ドレインを所定の抵抗値R
を有する抵抗器を介した低電位Vlとバス端子とに接続
され、更に、ゲートを受信端子に接続されたPチャネル
・トランジスタと、バス端子に接続され、所定のしきい
値をもって高レベルHまたは低レベルLに判定して出力
するレベル判定手段と、当該レベル判定手段の出力レベ
ルと当該受信端子から受けるレベルとを入力し、当該バ
ス端子の電位がほぼ“(Vh+Vl)/2”の場合、送
信端子に当該受信端子から入力するレベルと異なるレベ
ルを出力する受信信号出力手段とを備えていることを特
徴とする双方向性回路が得られる。
【0011】また、本発明によれば、バス信号線を介し
て双方向にに信号伝搬できる双方向回路において、ソー
スを所定の抵抗値Rを有する抵抗器を介した高電位Vh
とバス端子とに接続され、ドレインを低電位Vlに接続
され、更に、ゲートを受信端子に接続されたNチャネル
・トランジスタと、バス端子に接続され、所定のしきい
値をもって高レベルHまたは低レベルLに判定して出力
するレベル判定手段と、当該レベル判定手段の出力レベ
ルと当該受信端子から受けるレベルとを入力し、当該バ
ス端子の電位がほぼ“(Vh+Vl)/2”の場合、送
信端子に当該受信端子から入力するレベルと異なるレベ
ルを出力する受信信号出力手段とを備えることを特徴と
する双方向性回路が得られる。
【0012】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0013】図1は本発明の一実施例に係る双方向性回
路システムを示す回路図であり、図1に示された双方向
性回路システムはバス信号線3の両端に接続される二つ
それぞれの双方向性回路1、2を有している。図からも
明らかな通り、一方の双方向性回路1(以下、第1の双
方向性回路と呼ぶ)はPチャネル・トランジスタ11を
スイッチ素子として有し、他方の双方向性回路(以下、
第2の双方向性回路)2はNチャネル・トランジスタ2
1をスイッチ素子として備え、両者は互いに異なる構成
を有していることがわかる。各双方向性回路1及び2は
入力信号を受ける受信端子17、27、バス信号線3か
らの入力信号を送信信号として出力する送信端子18、
28、及びバス端子19、29とを備え、図4に示され
るような制御端子は設けられていない。
【0014】まず、第1の双方向性回路1のPチャネル
・トランジスタ11のソースには、直接、高電位Vhが
与えられており、ドレインには、抵抗器12を介して低
電位Vlが与えられ、且つ、ドレインはバス端子19に
接続されている。また、トランジスタ11のゲートは受
信端子17に接続されている。
【0015】他方、第2の双方向性回路2のNチャネル
・トランジスタ21のソースには、抵抗器22を介して
高電位Vhが与えられ、且つ、ソースはバス端子29に
接続されており、ドレインには、直接、低電位Vlが与
えられる。また、ゲートは受信端子27に接続されてい
る。
【0016】また、第1の双方向性回路1のバス端子1
9と送信端子18との間には、バッファ回路13、否定
回路14、排他的論理和回路15、及び論理積回路16
が接続されている。ここで、バッファ回路13、及び、
否定回路14の入力側には、バス端子19が接続されて
おり、また、排他的論理和回路15の入力側には、受信
端子17及びバッファ回路13とが接続されている。且
つ、論理積回路16には、入力側に、排他的論理和回路
15及び否定回路14の出力側が接続されており、出力
側に、送信端子18が接続されている。
【0017】同様に、第2の双方向性回路のバス端子2
9と送信端子28との間にも、バッファ回路23、否定
回路24、排他的論理和回路25、及び論理積回路26
が接続されている。
【0018】ここで、トランジスタ11、21は、導通
時のソースS・ドレインD間で同じ抵抗値を有し、抵抗
器12、22はこのトランジスタ11、21の導通時の
抵抗値より十分に大きな同一の抵抗値Rを有する。バッ
ファ回路13、23は第1のしきい値電位S1を備え、
否定回路14、24は第2のしきい値電位S2を備えて
いる。電位S1,S2は次の式によって設定されてい
る。
【0019】 (Vh+Vl)/2 > S1 > Vl ・・・・・(1) Vh > S2 > (Vh+Vl)/2 ・・・・・(2) 次に、図1に、図2の状態図を併せ参照して、信号の送
受信動作について説明する。
【0020】第1の動作は、図2(A)に示されるよう
に、双方向性回路1、2の受信端子A17、27の両者
に、高レベルHを入力する状態で、送信端子18、28
の両者に高レベルHを出力する動作である。受信端子1
7、27それぞれに高レベルHを入力した状態では、ト
ランジスタ11のソースSとドレインDとの間が非導通
状態となり、トランジスタ21のソースSとドレインD
との間は導通状態になる。
【0021】この結果、バス端子19、29は共に低電
位Vlとなり、バッファ回路13、23は(1)式から
低レベルLを出力し、また、否定回路14、24は
(2)式から高レベルHを出力する。この状態では、排
他的論理和回路15、25は高レベルHを出力するた
め、この高レベルHと否定回路14、24から出力され
た高レベルHとを入力する論理積回路16、26は送信
端子18、28に高レベルHを出力し、これによって、
同時的に双方向に高レベルHの信号を伝送できることが
判る。
【0022】第2の動作は、図2(B)に示されるよう
に、双方向性回路1の受信端子17に低レベルLを入力
し、双方向性回路2の受信端子27に高レベルHが入力
された状態で、送信端子18に高レベルHが出力され、
他方、送信端子28に低レベルLを出力する動作であ
る。この動作によって、低レベルLと高レベルHの信号
が同時的に双方向に伝搬され、他方の送信端子に送出さ
れることが判る。
【0023】具体的に言えば、受信端子17に低レベル
Lが入力された状態では、トランジスタ11のソースS
とドレインDとの間が導通状態となり、第1の双方向性
回路1からは、バス端子19に高電位Vhが出力され
る。一方、受信端子27に高レベルHが入力された状態
では、トランジスタ21のソースSとドレインDとの間
も導通状態となるが、バス端子29には低電位Vlが供
給されることになる。
【0024】これらバス端子19、29はバス信号線3
により接続されているから、バス信号線3は“(Vh+
Vl)/2”の電位となる。このため、バッファ回路1
3、23は(1)式から高レベルHを出力し、また、否
定回路14、24は(2)式から高レベルHを出力す
る。この状態では、排他的論理和回路15は高レベルH
を出力するため、この高レベルHと否定回路14から出
力された高レベルHとを入力する論理積回路16は送信
端子18に高レベルHを出力する。一方、排他的論理和
回路25は低レベルLを出力するため、この低レベルL
と否定回路24から出力された高レベルHとを入力する
論理積回路26は送信端子28に低レベルLを出力す
る。
【0025】第3の動作は、図2(C)に示されるよう
に、第1の双方向性回路1の受信端子17に高レベルH
を入力し、第2の双方向性回路2の受信端子A27に低
レベルLを入力した状態で、送信端子18に低レベルL
を出力し、送信端子28に高レベルHを出力する場合を
説明している。
【0026】受信端子A17が高レベルHを入力した状
態では、トランジスタ11のソースSとドレインDとの
間が非導通状態となり、バス端子19には低電位Vlが
接続される。一方、受信端子27が低レベルLを入力し
た状態では、トランジスタ21のソースSとドレインD
との間も非導通状態となるが、バス端子29には高電位
Vhが接続される。また、これらバス端子C19、29
はバス信号線3により接続されている。
【0027】この結果、バス信号線3は“(Vh+V
l)/2”の電位となり、バッファ回路13、23は
(1)式から高レベルHを出力し、また、否定回路1
4、24は(2)式から高レベルHを出力する。この状
態では、排他的論理和回路15は低レベルLを出力する
ため、この低レベルLと否定回路14から出力された高
レベルHとを入力する論理積回路16は送信端子18に
低レベルLを出力する。一方、排他的論理和回路25は
高レベルHを出力するため、この高レベルHと否定回路
24から出力された高レベルHとを入力する論理積回路
26は送信端子28に高レベルHを出力できる。
【0028】第4の動作は、図2(D)に示されるよう
に、第1及び第2の双方向性回路1、2の受信端子1
7、27の両者に、低レベルLを入力した状態で、送信
端子18、28の両者に低レベルLを出力する動作であ
る。受信端子17、27それぞれに低レベルLを入力し
た状態では、トランジスタ11のソースSとドレインD
との間が導通状態となり、トランジスタ21のソースS
とドレインDとの間は非導通状態になる。
【0029】この結果、バス端子19、29は共に高電
位Vhとなり、バッファ回路13、23は(1)式から
高レベルHを出力し、また、否定回路14、24は
(2)式から低レベルLを出力する。この状態では、排
他的論理和回路15、25は高レベルHを出力するた
め、この高レベルHと否定回路14、24から出力され
た低レベルLとを入力する論理積回路16、26は送信
端子18、28に低レベルLを出力する。
【0030】この例では、図1に示されるように、トラ
ンジスタ11、21および抵抗器12、22のほかが、
論理回路で構成されているが、この構成は一例であり、
同一機能を発揮するものであれば、本発明は上記説明に
よって限定されるものではない。
【0031】例えば、図3に示された双方向性回路5、
6に備えられるトランジスタ51、61および抵抗器5
2、62は、双方向性回路1、2に備えられるトランジ
スタ11、12および抵抗器21、22と同一の機能を
有し、且つ、受信端子およびバス端子への接続も同一で
ある。レベル判定手段53、63はバス端子59、69
の電位“Vh”、“(Vh+Vl)/2”、“Vl”を
判定して所定のレベル値に変換して出力する。この結果
によって、送信信号出力手段54、64は、受信端子5
7、67の入力と、レベル判定手段の出力とを入力し、
受信端子57、67および送信端子58、68におけ
る、図2に示されるような四つの状態を形成して送信端
子58、68に出力できる構成を有する。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、一
方のトランジスタは、ソースSに高電位Vhを接続さ
れ、ドレインDにバス端子と抵抗器を介した低電位Vl
とを接続され、且つ、ゲートに受信端子を接続されてい
る。また、他方のトランジスタは、ソースSにバス端子
と抵抗器を介した高電位Vhとを接続され、ドレインD
に低電位Vlを接続され、且つ、ゲートに受信端子を接
続されている。
【0033】この構成で、接続される二つの双方向性回
路それぞれの受信端子に異なる高レベルHと低レベルL
とが入力される場合、出力するバス端子の電位“(Vh
+Vl)/2”を基にしきい値電位が定められ、受信端
子および送信端子における高レベルHおよび低レベルL
の四つの組合わせ状態を実現することによって、二つの
双方向性回路を接続するバス信号線上を信号が同時に伝
搬できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による一実施例を示す回路図である。
【図2】図1によって生じる状態例を示す状態図であ
る。
【図3】図1をブロック化した一実施例を示す機能ブロ
ック図である。
【図4】従来の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
1、2、4、5、6 双方向性回路 3 バス信号線 11、21、51、61 トランジスタ 12、22、52、62 抵抗器 13、23 バッファ回路 14、24 否定回路 15、25 排他的論理和回路 16、26 論理積回路 17、27、57、67 受信端子 18、28、58、68 送信端子 19、29、59、69 バス端子 53、63 レベル判定手段 54、64 送信信号出力手段

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の受信端子、第1の送信端子、及び
    第1のバス端子を備え、第1のバス端子をバス信号線の
    一端に接続されると共に、第1の受信端子からの信号を
    第1のバス端子に送出する一方、第1のバス端子からの
    信号を第1の送信端子に出力する第1の双方向性回路
    と、第2の受信端子、第2の送信端子、及び第2のバス
    端子を備え、第2のバス端子をバス信号線の他端に接続
    されると共に、第2の受信端子からの信号を第2のバス
    端子に送出する一方、第2のバス端子からの信号を第2
    の送信端子に出力する第2の双方向性回路とを備え、第
    1及び第2の双方向性回路は、第1及び第2の受信端子
    に同時に信号が与えられた場合にも、前記信号は、その
    まま同時的に、第2及び第1の送信端子にあらわれるよ
    うに、構成されていることを特徴とする双方向性回路シ
    ステム。
  2. 【請求項2】 請求項1において、第1の双方向性回路
    は、第1の受信端子に接続された制御電極と、第1のバ
    ス端子に接続された電極とを備えた第1の導電型のトラ
    ンジスタと、前記第1のバス端子、第1の受信端子、及
    び第1の送信端子間に設けられた第1の論理回路とによ
    って構成され、 第2の双方向性回路は、第2の受信端子に接続された制
    御電極と、第2のバス端子に接続された電極とを備え、
    第1の導電型のトランジスタとは異なる第2の導電型の
    トランジスタと、前記第2のバス端子、第2の受信端
    子、及び第2の送信端子間に設けられた第2の論理回路
    とによって構成されていることを特徴とする双方向性回
    路システム。
  3. 【請求項3】 請求項2において、前記第1及び第2の
    受信端子に、互いに異なるレベルを有する信号が同時に
    与えられた場合、第1及び第2の双方向性回路は、バス
    信号線上に、両レベルの和の半分に等しいレベルの出力
    信号が第1及び第2のバス端子上にあらわれるように、
    第1及び第2の導電型のトランジスタの回路を構成して
    おき、且つ、前記第1及び第2の論理回路は、それぞ
    れ、前記両レベルの和の半分よりも小さい第1のしきい
    値レベルを備えた回路と、前記両レベルの和の半分より
    も大きい第2のしきい値レベルを備えた回路とを有して
    いることを特徴とする双方向性回路システム。
  4. 【請求項4】 第1及び第2の双方向性回路を備え、各
    双方向性回路はそれぞれ送信端子、受信端子、及びバス
    端子を備え、二つの回路の当該バス端子をバス信号線に
    よって接続され、信号をバス信号線を介して双方向に伝
    搬できる双方向性システムにおいて、 第1の双方向性回路は、ソースを高電位Vhに接続さ
    れ、ドレインを所定の抵抗値Rを有する抵抗器を介した
    低電位Vlとバス端子とに接続され、更に、ゲートを受
    信端子に接続されたPチャネル・トランジスタと、バス
    端子に接続され、所定のしきい値をもって高レベルHま
    たは低レベルLに判定して出力するレベル判定手段と、
    当該レベル判定手段の出力レベルと当該受信端子から受
    けるレベルとを入力し、当該バス端子の電位がほぼ
    “(Vh+Vl)/2”の場合、送信端子に当該受信端
    子から入力するレベルと異なるレベルを出力する送信信
    号出力手段とを備え、 第2の双方向性回路は、ソースを所定の抵抗値Rを有す
    る抵抗器を介した高電位Vhとバス端子とに接続され、
    ドレインを低電位Vlに接続され、更に、ゲートを受信
    端子に接続されたNチャネル・トランジスタと、バス端
    子に接続され、所定のしきい値をもって高レベルHまた
    は低レベルLに判定して出力するレベル判定手段と、当
    該レベル判定手段の出力レベルと当該受信端子から受け
    るレベルとを入力し、当該バス端子の電位がほぼ“(V
    h+Vl)/2”の場合、送信端子に当該受信端子から
    入力するレベルと異なるレベルを出力する送信信号出力
    手段とを備えることを特徴とする双方向性回路システ
    ム。
  5. 【請求項5】 請求項4において、前記各双方向性回路
    は、レベル判定手段と送信信号出力手段とは、第1のし
    きい値電位S1を有し、入力側をバス端子に接続された
    バッファ回路と、第2のしきい値電位S2を有し、入力
    側をバス端子に接続された否定回路と、当該バッファ回
    路の出力と受信端子とに接続される入力側を有する排他
    的論理和回路と、当該排他的論理和回路の出力と前記否
    定回路の出力とを入力して送信端子に出力する論理積回
    路とを備え、前記第1のしきい値電位S1は“(Vh+
    Vl)/2”より小さく、“Vl”より大きい電位を有
    し、前記第2のしきい値電位S2は“Vh”より小さ
    く、“(Vh+Vl)/2”より大きい電位を有するこ
    とを特徴とする双方向性回路システム。
  6. 【請求項6】 バス信号線を介して双方向に信号を伝搬
    できる双方向回路において、ソースを高電位Vhに接続
    され、ドレインを所定の抵抗値Rを有する抵抗器を介し
    た低電位Vlとバス端子とに接続され、更に、ゲートを
    受信端子に接続されたPチャネル・トランジスタと、バ
    ス端子に接続され、所定のしきい値をもって高レベルH
    または低レベルLに判定して出力するレベル判定手段
    と、当該レベル判定手段の出力レベルと当該受信端子か
    ら受けるレベルとを入力し、当該バス端子の電位がほぼ
    “(Vh+Vl)/2”の場合、送信端子に当該受信端
    子から入力するレベルと異なるレベルを出力する送信信
    号出力手段とを備えていることを特徴とする双方向性回
    路。
  7. 【請求項7】 バス信号線を介して双方向にに信号伝搬
    できる双方向回路において、ソースを所定の抵抗値Rを
    有する抵抗器を介した高電位Vhとバス端子とに接続さ
    れ、ドレインを低電位Vlに接続され、更に、ゲートを
    受信端子に接続されたNチャネル・トランジスタと、バ
    ス端子に接続され、所定のしきい値をもって高レベルH
    または低レベルLに判定して出力するレベル判定手段
    と、当該レベル判定手段の出力レベルと当該受信端子か
    ら受けるレベルとを入力し、当該バス端子の電位がほぼ
    “(Vh+Vl)/2”の場合、送信端子に当該受信端
    子から入力するレベルと異なるレベルを出力する送信信
    号出力手段とを備えることを特徴とする双方向性回路。
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