JPH11234111A - ドライバ回路とこれを具備した集積回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＴＴＬ仕様とＥＣＬ仕様のインターフェース
仕様を選択することが可能なドライバ回路を実現して、
少量生産であっても多種インターフェース仕様に対応で
き、広範なアプリケーションに対応できる回路方式を提
供する。 【解決手段】 ＥＣＬドライバ回路とＴＴＬドライバ回
路とを併設し、且つ、ＴＴＬドライバ回路の上段のドラ
イブ用トランジスタＱ91をＥＣＬドライバ回路のドライ
ブ用トランジスタとして共用する。ＴＴＬドライバ回路
の接地電源ＶEE2側を回路全体の接地電源ＶEEと分離し
て設け、接地電源ＶEE2 に印加する電圧をＶEEとすれば
ＴＴＬドライバとして作動し、ＶCC〜ＶCC−１Ｖ程度に
すればＴＴＬドライバ回路は停止し、ＥＣＬドライバ回
路として作動する。インターフェース用信号は共通の出
力端子１０から出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は集積回路（ＩＣ）の
インターフェース用回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に論理用ＩＣとしてＴＴＬ／Ｃ−Ｍ
ＯＳファミリやＥＣＬファミリがよく知られている。こ
れらのファミリはそれぞれ特有の論理レベルを有してい
て、異種レベル間の接続にはレベル変換用のＩＣを用い
なければならなかった。これはファミリ間の論理レベル
の仕様が大きく異なっているためであって、これまで複
数の論理レベルの中の、選択された論理レベルに対応し
て出力形態を変化させるドライバ回路は実用化されてい
なかった。

【０００３】図４は従来のＥＣＬ（Emitter Coupled Lo
gic ）ドライバ回路の１例であって、内部入力端子Ｘi
n、Ｙinから入力された信号は、ＥＣＬドライバ回路の
出力段を構成するトランジスタＱ91のエミッタから引き
出された出力端子２０からインターフェース用信号とし
てレベル変換され、出力される。

【０００４】また、図５は従来のＴＴＬ（Transistor-T
ransistor Logic ）ドライバ回路の１例であって、内部
入力端子Ｘin、Ｙinから入力された信号は、ＴＴＬドラ
イバ回路の出力段を構成するトランジスタＱ91のエミッ
タとトランジスタＱ92のコレクタの接続点から引き出さ
れた出力端子３０からインターフェース用信号としてレ
ベル変換され、出力される。

【０００５】さて、上述した状況下にあって、特定のＩ
Ｃでは接続される相手側の装置によって、ＴＴＬ仕様で
インターフェースをしたり、ＥＣＬ仕様でインターフェ
ースをするということが頻繁に生じるものであった。従
ってそれぞれのインターフェース仕様に対応するために
はドライバ回路だけを変更したＩＣを生産する必要があ
り、これは、特に少量生産においては極めて効率の悪い
ことであった。一方、ユーザーにとっても使用するＩＣ
が、装置に合致するインターフェース仕様で出力されて
いなければ、合致させるための変換回路を設けなければ
ならず、煩雑でコストアップになるものであった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明は、複数
のインターフェース仕様の中で、選択された仕様で同一
の出力端子から出力することが可能なドライバ回路と、
このドライバ回路を具備したＩＣを提供することを課題
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
なされたものであって、ＴＴＬドライバ回路と、ＥＣＬ
ドライバ回路と、前記２つのドライバ回路のいずれか一
方を選択するための電源入力端子と、前記２つのドライ
バ回路に共通する出力端子とを具備し、前記電源入力端
子に所定の電圧を印加し、選択されたドライバ回路から
インターフェース用信号が前記出力端子に出力されるド
ライバ回路を構成する。

【０００８】また、前記ＥＣＬドライバ回路の出力段の
トランジスタを、前記ＴＴＬドライバ回路の出力段の一
方のトランジスタに共用してドライバ回路を構成する。

【０００９】さらに、上記ドライバ回路を具備した集積
回路を形成して、上記課題を解決する。

【００１０】ＴＴＬドライバ回路とＥＣＬドライバ回路
とがＩＣに内蔵されていて、電源入力端子からの印加電
圧に対応してドライバ回路が選択され、そのドライバ回
路で作成されたインターフェース用信号が共通の出力端
子から出力される。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図１
ないし図３を参照して説明する。ここで図１は本発明に
かかわる、ＴＴＬ仕様とＥＣＬ仕様の両用のドライバ回
路の構成を示す図であり、図２はその両用のドライバ回
路のＥＣＬ動作を説明するための図であり、図３はその
両用のドライバ回路のＴＴＬ動作を説明するための図で
ある。

【００１２】通常、バイポーラＩＣのＴＴＬドライバ回
路においては、２つの出力用トランジスタを縦に接続し
て、出力「Ｌ」時には下段のトランジスタがＯＮ、上段
のトランジスタがＯＦＦとなり、一方、出力「Ｈ」時に
は上段のトランジスタがＯＮ、下段のトランジスタがＯ
ＦＦとなるように働いてインターフェース用信号が出力
される。また、ＥＣＬドライバ回路においては１つの出
力用トランジスタをエミッタフォロワとしインターフェ
ース用信号を出力する。

【００１３】さて、本発明の実施の形態は図１に示すよ
うに、ＴＴＬドライバ回路とＥＣＬドライバ回路とを併
設し、且つ、ＴＴＬドライバ回路の上段のトランジスタ
Ｑ91をＥＣＬドライバ回路と共用させたものであって、
ＴＴＬドライバ回路として用いるときは上下のトランジ
スタＱ91、Ｑ92を共に作動させ、一方、ＥＣＬドライバ
回路としては下段のトランジスタＱ92の作動を停止さ、
上段のトランジスタＱ91のみを作動させて用いるもので
ある。

【００１４】即ち、電源入力端子１１の電位をＴＴＬド
ライバ回路の接地電位ＶEEとすれば、上下のトランジス
タＱ91、Ｑ92が作動可能となり、ＴＴＬドライバ回路と
して働く。また、電源入力端子１１の電位を、ＴＴＬド
ライバ回路の接地電位ＶEEより高くし、下段のトランジ
スタＱ92が作動停止する電位にすることでＥＣＬドライ
バ回路として働くことになる。

【００１５】上述したように、本発明のドライバ回路は
電源入力端子１１に印加する電位によってＴＴＬ仕様、
あるいはＥＣＬ仕様のインターフェース用信号を共通の
出力端子１０から出力することが可能となる。尚、通常
のＩＣにおいて、出力用のトランジスタＱ91、Ｑ92を形
成するための面積は他のトランジスタの数十倍程度であ
るのが一般的である。

【００１６】つぎに、本発明のドライバ回路の動作につ
いて説明する。まず、ＥＣＬドライバ回路としての動作
について図２を参照して説明する。Ｖ1 は外部電源電圧
ＶCCであり、通常３〜５Ｖ程度である。Ｖ2 は電源入力
端子１１と外部電源間に接続された０〜１Ｖ程度のオフ
セット用外部電源であり、これによって図２の破線内の
ブロックには電流が流れず作動停止状態になる。従っ
て、内部入力端子Ｘin、Ｙinに加えられた信号は、上段
のＥＣＬドライバ回路のみが作動可能であるため、トラ
ンジスタＱ91でエミッタフォロワされて負荷抵抗ＲL に
出力として現れる。

【００１７】このときトランジスタＱ91のベース電位
は、トランジスタＱ91を共用するためにベースに挿入さ
れる抵抗Ｒ55と電流ｉR55 とによる電圧Ｒ55×ｉR55 の
値だけ降下する。しかしながら、通常、電源ＶCCと抵抗
Ｒ55との間にある抵抗Ｒ54の抵抗値と抵抗Ｒ55の抵抗値
は桁数において略同じものを用いるのに対して、抵抗Ｒ
54を流れる電流ｉR54 は ｉQ91b＜＜Ｉ54＜Ｉ54＋ｉR55 ＝ｉR54 の関係にあって、ＴＴＬドライバ回路は作動していない
ので ｉR55 ＝ｉQ91b＜＜ｉR54 従って、 Ｒ54×ｉR54 ＞＞Ｒ55×ｉR55 であるので抵抗Ｒ55を挿入した影響は無視できる。

【００１８】ＥＣＬ出力の「Ｈ」および「Ｌ」レベル
は、トランジスタＱ91の電流増幅率をｈFEQ91 、出力端
子電流をＩOUT と表せば、 出力「Ｈ」時の出力Ｖout は Ｖout ＝ＶCC−（Ｒ54＋Ｒ55）×ｉQ91b−ＶBEQ91 ≒ＶCC−（Ｒ54＋Ｒ55）×ＩOUT ／ｈFEQ91 −ＶBEQ91 また、出力「Ｌ」時の出力Ｖout は Ｖout ＝ＶCC−（Ｒ54×ｉR54 ＋Ｒ55×ｉQ91b）−ＶBEQ91 ≒ＶCC−（Ｒ54×Ｉ54＋Ｒ55×ＩOUT ／ｈFEQ91 ）−ＶBEQ91 で与えられる。ここで、ＶBEQ91 はトランジスタＱ91の
ベース・エミッタ間電圧である。

【００１９】つぎに、ＴＴＬドライバとしての動作につ
いて図３を参照して説明する。ＴＴＬ動作では電源入力
端子１１はＶEEが与えられ、ＥＣＬドライバ回路とＴＴ
Ｌドライバ回路の両方が作動する。即ち、上述したＥＣ
Ｌドライバ回路で作動したトランジスタＱ91とトランジ
スタＱ92とが共に作動する状態になる。

【００２０】内部入力端子Ｘin、Ｙinに加えられた信号
がＸin＞Ｙinの場合、出力端子１０からの出力は「Ｈ」
であるが、ＴＴＬドライバ回路のトランジスタＱ20およ
びトランジスタＱ92は共にＯＦＦであり、ＥＣＬドライ
バ回路のトランジスタＱ57もＯＦＦであるので、 出力「Ｈ」時の出力Ｖout は Ｖout ＝ＶCC−（Ｒ54＋Ｒ55）×ｉQ91b−ＶBEQ91 ≒ＶCC−（Ｒ54＋Ｒ55）×ＩOUT ／ｈFEQ91 −ＶBEQ91 となる。

【００２１】一方、内部入力端子Ｘin、Ｙinに加えられ
た信号がＸin＜Ｙinの場合、出力端子１０からの出力は
「Ｌ」であるが、ＴＴＬドライバ回路のトランジスタＱ
20およびトランジスタＱ92、ＥＣＬドライバ回路のトラ
ンジスタＱ57はＯＮ状態である。このときＴＴＬ出力が
「Ｌ」（通常０．４Ｖ以下）となるためにはトランジス
タＱ91はＯＦＦしなければならない。このためにトラン
ジスタＱ91のベース電位は約０．８Ｖ以下に下がってい
る必要がある。これは トランジスタＱ91のベース電位 ＝ＶCC−Ｒ54×（Ｉ54＋ｉQ20c）−Ｒ55×ｉQ20c ≦０．８Ｖ となるようなトランジスタＱ20のコレクタ電流ｉQ20cを
流すことにより実現できるものである。

【００２２】従って、上述したようにしてＴＴＬ仕様と
ＥＣＬ仕様を切り換えて使用できるドライバ回路を構成
することができ、このドライバ回路をＩＣの出力段に用
いることにより、接続される相手側回路のインターフェ
ース仕様にかかわることなく接続が可能となる。

【００２３】また、このドライバ回路をＥＣＬ仕様で用
いる場合は、ＴＴＬドライバ回路の電源入力端子１１の
電圧ＶEEを電源電圧ＶCC〜ＶCC−１Ｖ程度に設定するた
め、電圧ＶEEと接続されているＴＴＬドライバ回路は作
動せず、この部分（図２の破線部）には電流は流れな
い。一方、ＴＴＬ仕様で用いる場合は、ＥＣＬドライバ
回路にも電流が流れるが、通常、ＥＣＬドライバ回路の
バイアス電流はＴＴＬドライバ回路のそれに較べて極め
て少ないため、ＩＣ全体としての消費電力の増加が問題
となる虞れはない。

【００２４】また、ＴＴＬドライバ回路およびＥＣＬド
ライバ回路の２つの回路を有するが、ＩＣレイアウト
上、最も面積に影響する出力用トランジスタの数は従来
のＴＴＬドライバ回路の場合と同数の構成ででき、従っ
てチップ面積の増加は殆どない。

【００２５】尚、本発明を実現するためには上述した回
路構成例に限定されることはなく、本発明の技術的思想
を実現するいかなる回路構成でもよいことは当然であ
る。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、相手側の装置のインターフェース仕様が異な
っていても外部に変換用の回路を付加することなく接続
することが可能となる。

【００２７】また、１種類のＩＣで多様なインターフェ
ース仕様に対応できるため、特に少量生産におけるＩＣ
の製造効率が向上し、また、ＩＣの管理も容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかわる、ＴＴＬ仕様とＥＣＬ仕様
の両用のドライバ回路の構成を示す図である。

【図２】 図１に示す両用のドライバ回路のＥＣＬ動作
を説明するための図である。

【図３】 図１に示す両用のドライバ回路のＴＴＬ動作
を説明するための図である。

【図４】 従来のＥＣＬドライバ回路の動作を説明する
ための図である。

【図５】 従来のＴＴＬドライバ回路の動作を説明する
ための図である。

【符号の説明】

１０、２０、３０…出力端子、１１…電源入力端子、Ｘ
in、Ｙin…内部入力端子、Ｖ1 …外部電源、Ｖ2 …オフ
セット用外部電源

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＴＴＬドライバ回路と、 ＥＣＬドライバ回路と、 前記２つのドライバ回路のいずれか一方を選択するため
   の電源入力端子と、 前記２つのドライバ回路に共通する出力端子と を具備し、前記電源入力端子に所定の電圧を印加し、選
   択されたドライバ回路からインターフェース用信号が前
   記出力端子に出力されることを特徴とするドライバ回
   路。
2. 【請求項２】 前記ＥＣＬドライバ回路の出力段のトラ
   ンジスタは、前記ＴＴＬドライバ回路の出力段の一方の
   トランジスタに共用された構成であることを特徴とす
   る、請求項１に記載のドライバ回路。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のドライバ回路を具備し
   ていることを特徴とする集積回路。