[发明专利]带能在中间电位变动时进行电流修正的电路的输出驱动器

说明书

本发明涉及半导体集成电路，特别涉及高速接口中的电流驱动电路。

在要高速传输数据的时候，利用分别通过终端电阻与终端偏压耦合的传输线路对(双绞电缆)的差动型接口是再合适不过的了。该接口中的数据传输是这样进行的：由信号发送侧的电流驱动器将一定振幅的电流送向传输线路对，由信号接收侧的接收电路检测发生在终端电阻两端的振幅小且一定的电位差。

美国专利第5592510号(发行日：1997年1月7日)中，叙述的是高速系列接口之规格，即IEEE1394所用的电流驱动电路。利用它，可监测流向传输线路对的输出电流，并能根据该监测结果修正该输出电流并将它修正在一定振幅下。

因半导体制造工艺一直在朝着细微化和低耗电化方向发展，所以我们必须降低电源电压。然而，若在终端偏压(Tpbias)被保持在一定值的情况下，电源电压(Vdd)下降，那么，Vdd和Tpbias之值就会接近，电流驱动器中的PMOS电流源晶体管的漏极、源极间电压会因此而变小，该PMOS电流源晶体管便进入非饱和区而不能进行恒流操作。因此，要想将输出电流保持在所规定的范围内，就要限制Vdd的容许范围。另一方面，虽然在Vdd变高的时候，PMOS电流源晶体管仍会在饱和区工作，然而，电流量会因漏极电阻的存在而慢慢地增加。这样，就不得不为PMOS电流源晶体管设置一专用电源。但若设置专用电源，则功耗和制造成本都会增大，因此这一做法很不现实。

另一方面，在由信号接收侧决定Tpbias的情况下，从信号发送侧的电流驱动器所看到的Tpbias值，是随着信号接收侧地电位的变动等而变动了的值。若此时Tpbias下降了，则该电流驱动器中的NMOS电流源晶体管进入非饱和区而不能进行恒流操作。相反，若此时Tpbias上升了，则PMOS电流源晶体管进入非饱和区而不能进行恒流操作。因此，必须将Tpbias的值设在这两个电流源晶体管都能进行恒流操作的范围内，但问题是由于Vdd的下降而使这一范围变窄了。

本发明对上述课题作了进一步的探讨，其目的在于：提供一种能在很宽的电压范围下工作的电流驱动电路。

为达成该目的，本发明采取的是这样的结构：用来驱动分别通过终端电阻与终端偏压耦合的传输线路对的电流驱动电路，由以下几部分构成：与上述传输线路对耦合的电流驱动器；用来监测上述传输线路对的共态电压(中间电位)和上述电流驱动器之至少一个电源电位之差的共态电压监测电路；与上述传输线路对耦合，以便能根据来自共态电压监测电路的监测结果修正上述电流驱动器的输出电流的电流修正电路。

有了该结构，那么，在由于电流驱动器的电源电位下降及传输线路对的共态电压有变动等，而使该电流驱动器的电流驱动能力下降的情况下，可靠该电流修正电路来将所降驱动能力补回来，故可进行恒流操作。而且，因为是利用共态电压和电源电位之差，故所实现的电流修正操作能正确地反映出电流驱动器中的电流源晶体管的漏、源极间电压。

下面，是对附图的简单说明。

图1为一方框图，示出了本发明所涉及的带电流驱动电路的收发信电路的一个具体结构。

图2为一方框图，示出了图1中的收发信电路的对方，即另一收发信电路的一个具体结构。

图3为图1中的共态电压监测电路的电路图。

图4为图1中的电流修正电路的电路图。

图5为图1中的电流驱动器的电路图。

图6为图1中的电源电压监测电路的电路图。

图7为图1中的偏调电路的电路图。

图8为图1中的脉冲生成电路的电路图。

图9为表示图8中的脉冲生成电路的操作情形的时序图。

图10示出了由图1中的共态电压监测电路及电流修正电路带来的好结果。

图11示出了由图1中的电源电压监测电路及偏调电路带来的好结果。

图12是用来说明图4及图5中的3个PMOS电流源晶体管的一个理想尺寸的图。

图13示出了由图3中的电流源决定的电流的理想变动特性。

下面，参照附图，对本发明的实施例进行说明。

图1示出了本发明所涉及的带电流驱动电路的收发信电路的一个具体结构。图1中的收发信电路20，与2条在由终端电阻R组成的串联电路附近的传输线路对(双绞电缆)TP／NTP耦合，且由一个共态电压监测电路1、一个电流修正电路2、一个电流驱动器3、一个电源电压监测电路4、一个偏调电路5、一个脉冲生成电路6、两个电流源7、一个接收电路8及一个电阻电路9组成。