專利名稱：驅動器以及驅動器·接收機系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種驅動器以及驅動器接^1^幾系統(tǒng)，例jpit用于可變輸出1S^ LVDS (Low Voltage Differential Signaling,低電壓差分信號)方式的驅動器等。
背景鉢
過去，作為驅動器，例如有可變輸出阻抗LVDS (Low Voltage Different Signaling)方式的驅動器(下面稱為LVDS驅動器)等(參照特開平9-214314 號公報、特開2006-60320號/〉才艮等)。此LVDS驅動器包:feiM有用于連掛斷 開(ON/OFF)連接到2個輸出端子上的輸出電阻之間的開關的驅動器。
但是，>^^的LVDS驅動器的構成中，存在電路面積3t大、不利于微細 4til樣的傾向。
在應用通過常規(guī)的CMOS制造工藝制造出的MOS晶體管(MOSFET) 作為上述開關的情況下，需^^Ji述開關(MOSFET)的導通電阻(Rsw)與 LVDS驅動器的輸出電阻(例如50Q左右)相比足夠小。其結果，上述開關 (MOSFET)的柵極狄(W)會大大增加，因為上述開關(MOSFET)的占 有面積會大幅度,加。上述開關(MOSFET)的占有面積的大幅度的增加成 為驅動，本面積增加的原因，這不利于^^的制氐。
此外，,上述開關(MOSFET)的占有面積的大幅度增加，開關的橋漏 間、橋源間的寄生電容也會增大，所以容易濕入電源噪聲。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一種形態(tài)的驅動器包括輸出電路，將輸入信號轉換成規(guī)定的輸出波形，并輸出到第1、第2輸出端子； 一端連接到上述第1輸出端子的第1 輸出電阻； 一端連接到上錄2輸出端子的第2輸出電阻； 一端及另一端連接 到上絲1、第2輸出電阻的另一端的輸出電阻開^L件；和2輸入2輸出放大 器，分別輸A^f應于上逸輸出電阻開關元件的兩端的電壓的第1、第2輸入電壓， 將放大了上述第1、笫2輸入電壓與基準電壓的電壓差的電壓作為第1、第2輸 出電壓再次輸出到上微出電阻開關元件的兩端，在輸入了停止信號時，上述 輸出電阻開關元件的兩端之間成為高阻皿態(tài)。
本發(fā)明的一種形態(tài)的驅動器媒棘系統(tǒng)包拾驅動器，該驅動器包拾輸 出電路，將輸入信號轉^K:的輸出波形，并輸出到第l、第2輸出端子；一 端連接到上ii^ 1輸出端子的第1輸出電阻； 一端連接到上it^ 2輸出端子的 第2輸出電阻； 一端及另一端連接到上絲1、第2輸出電阻的另一端的輸出電 阻開關元件；和2輸入2輸出放大器，分別輸A^J"應于上,出電阻開關元件 的兩端的電壓的第l、第2輸入電壓，將放大了上述第l、第2輸入電壓與M 電壓的電壓差的電壓作為第1、第2輸出電壓再次輸出到上逸渝出電P且開關元件 的兩端，在輸入了停止信號時，上述輸出電P且開關元件的兩端之間成為高阻抗 狀態(tài)；以及接》1^幾，接JliLAUii^1、第2輸出端子輸出的上述驅動器的輸出信 號。


圖1 ^^示本發(fā)明的第1實施方式的驅動器*接》1^幾系統(tǒng)的圖。 圖2 A^示第1實施方式的LVDS驅動器(驅動器)的框圖。 圖3是表示圖1中的LVDS輸出電路(輸出電路)的電路圖。 圖4是表示圖1中的開關元件導通狀態(tài)下的漏-源間的導通電阻的圖。 圖5是由PMOS晶體管構成第1實施方式的輸出電阻開關元件的圖。 圖6是由NMOS晶體管構成第1實施方式的輸出電阻開關元件的圖。 圖7是由CMOS開關構成第1實施方式的輸出電阻開關元件的圖。 圖8是表示第1實施方式的2輸入-2輸出放大器的一個結構例的電路圖。 圖9 ;U^示向第1實施方式的輸出電路的開關晶體管的柵極輸入了控制信 號(屯、-CO的情形的圖。
圖10 M示第1實施方式的驅動器的開關控制信號和輸出波形的圖。圖ll絲示將第1實施方式的2輸入2輸出放大器中的多個放大器齡為
l個的結構例的電路圖。
圖12 ;^示第1實施方式的2輸入2輸出放大器的一個結構例的電路圖。 圖13 A^示第1實施方式的圖12所示的2輸入2輸出放大器的小信號等
效電路圖。
圖14是進一步簡化了圖13中的小信號等效電路的等效電路圖。
圖15U示本發(fā)明的第2實施方式的驅動器的框圖。
圖16是表示第2實施方式的平均電壓^A電路的一個結構例的電路圖。
圖17 A^示第2實施方式的平均電壓U電路的一個結構例的電路圖。
圖18 M示第2實施方式的平均電壓^A電路的一個結構例的電路圖。
圖19是表示第2實施方式的2輸出放大器的一個結構例的圖。
圖20 A^示第2實施方式的2輸出放大器的一個結構例的圖。
圖21 U示第2實施方式的2輸出放大器的一個結構例的圖。
圖22 A4示本發(fā)明的第3實施方式的驅動器的框圖。
圖23 ;i^示tb^例的驅動器的電路圖。
圖24A^于說明從tb^例的輸出端子看的輸出阻抗的等效電路圖。 圖25 U示應用tb^例的緩沖放大器、即2級改大器結構的運算放大器電 路的'1W的圖。
圖26是tb^例的緩沖放大器的結構例，是作為^t型簡^^示出的圖。
圖27是J^^例的運算放大器，是利用初級的;^^鄉(xiāng)將晶體管模型^^的
電壓控制電流源及輸出電P錄示的小信號等效電路圖。
圖28是用圖27的模型置換了 tb^例的圖24中的緩沖放大器時的小信號等
效電路圖。
M實施方式
下面，參照

本發(fā)明的實施方式。^匕說明中，所有圖中的共同部 ^P賦予共同的參照符號。和
圖7所示的例子是用CMOS開關構成輸出電阻開關元件SW1的情形。如 圖所示，CMOS開關具有MOS晶體管QP4、 QN4。
PMOS晶體管QP4的源M過輸出電阻RP連接到輸出端子15-1，漏皿 過輸出電阻RN連接到輸出端子15-2，柵^l^接到接地電源VSS。 NMOS晶體 管QN4的源^U^接到PMOS晶體管QP4的漏極，漏^i^接到PMOS晶體管 QP4的源極，柵^SJl:接到l^電源VDD。
上述<4-1>至<4-3>中說明的導通電阻的電阻值《)11分別用以下的式(1)表示。
<formula>formula see original document page 13</formula> 式(l)
在此，上述Vto、 Vtp分別是MOS晶體管QN3、 QP3的閾值電壓，上述 陶、np分別是電子的遷移率、空穴的遷移率。這些M閾值電壓或遷移^^溫 度變化的值。妙卜，Cox是IU鵬的單位面積電容，W及L分別是晶體管的溝 道寬、溝道長。
在上述式(l)中，遷移率JlN、 Jlp、氧化膜的單位面積電容Cox、閾值電 壓VxN、 Vtp是器件固有的但。溝道長L的最小值由微細加工精^限制，通常 在設計MOSFET開關的情況下，為了減小導通電阻值，使其為由設計規(guī)則決 定的最小值。jH^卜，基準電源VDD或偏移電壓Vos通常由電i^w決定。
因此，在電路i殳計階段，用于決定MOSFET開關的導通電阻的、具有自 由度的^lt僅^l溝道寬W。因此，為了減小導通電阻，就必須增大溝道寬W。
作為輸出電阻開關元件SW1，當選擇在上述<4-1>至<4"3>中示出的 PchFET開關QP3、 NchFET開關QN3、 CMOS開關中的任意一個的時候，考 慮電子和空穴的遷移率、由,決定的M電源VDD和偏移電壓Vos的電壓值 等，即使電阻銜目同，^JH吏面積最小，這樣的選擇在面積^^方面是 的。
不管^述<4-1>至<4-3>中的哪個結構，輸出電阻開關元件SW1的導通電 阻的電阻值ron:^在用下式(2)表示的關系。 1
r加k一
W …式(2) 這樣，為了降^^通(ON)電阻值ron,必須增大溝道寬W。 <5.2輸^7v-2輸出放大器19的結構例>
接著，使用圖8說明本例的上述2輸入-2輸出放大器19的結構例。如圖所 示，本例的2輸入-2輸出放大器19具有開關元件SW2、 SW3 M大器ampl ~amp3。
開關元件SW2的電;M^圣的一端連^^輸出電阻RP的另一端，電; 4圣 的另一端連接到jW^丈大器19的第1輸入(第1輸入電壓Vinl )。開關元件SW3 的電i!iiLS^圣的一端連"^到輸出電阻RN的另一端，電ii(LS^圣的另一端連接到此 放大器19的第2輸入(第2輸入電壓Vin2 )。
向放大器ampl的第1輸入端子輸AjJ^電壓Vcm，向第2輸入端子輸入 M大器19的第1輸入電壓Vinl及第2輸入電壓Vin2，將對應于與基準電壓 Vcm的差的輸出輸出到;^bt器amp2、 amp3的輸入端子。jtb^卜，jtb^t器ampl 具有增益-Al。
放大器amp2的輸出電壓作為》說大器19的第1輸出電壓Vol輸出到開關 元件SW1的電;jWf圣的一端。放大器amp3的輸出電壓作為jtb^文大器19的第2 輸出電壓Vo2輸出到開關元件SW1的電:JilS^圣的另 一端。jtb^t大器amp2、 amp3 分別具有增益-A2。
jtW卜，放大器amp2、amp3構成為當停止信號SS輸入時，j)^t大器amp2、 amp3之間成為高阻抗狀態(tài)。
<6.LVDS驅動器11的輸出動作>
接著，圖9及圖10說明本例的LVDS驅動器11的輸出動作。在圖9 中，作為開關，示奮ItJ4示出了 MOS晶體管QPl、 QP2、 QN1、 QN2。
如圖9所示，向LVDS輸出電路16的開關晶體管QP1、 QP2、 QN1、 QN2 的^fel輸入控制信號0、 -O。 jH^制信號①、4的輸出波形如圖10的上面部 分所示。
因此，LVDS驅動器11的輸出波形(Vop、 Von)如圖10的下面部分所示。 如圖所示，LVDS驅動器ll以偏移電壓Vos為基準電壓，輸出小振幅的差動輸 出信號Vop、 Von。
<7，與tb^例的驅動器的tb^>
接著，圖23至圖28說明將本例的LVDS驅動器11與tb^例的LVDS 驅動器111進行綠的說明。
圖23 A^示比較例的LVDS驅動器111的圖。如圖所示，tb^例的LVDS 驅動器111具有2 >Hf關元件SW11、SW12,作為輸出電5^r有緩沖放大器117， 這一點與上*實施方式的LVDS輸出電路11不同。<7-1.輸出阻抗Rtot的^^_>
首先，為了研究由于在圖23所示的tb^例的LVDS驅動器m的輸出電阻 中插入ON/OFF用的開關元件SW11、 SW12而引起的輸出電阻的變化，求出 ^W出端子(Vop) 115-1看的輸出阻抗Rtot。
由在#區(qū)域動作的晶體管(MOSFET)構成的電流源電路的輸出電阻是 Mil級的高電阻。因此，與輸出電阻Rp、 Rn的電阻值Rout、 Rsw相比足夠大， 所以可以忽略。因此，vMJ渝出端子(Vop) 115-1看的輸出阻抗可以簡化成圖24 所示的等效電路200。在此，對于生成動作,存l準電壓Vos的緩沖放大器117 的輸出阻抗而言，由于實際上具有有P艮的值，所以還必須考慮此P且抗。通常使 用運算放大器*皿沖放大器117。
例如，在圖25中示出了4^H的2城大器結構的運算放大器電耕為 緩沖放大器117的',。利用輸入城大器放大輸入電壓V+、 V-的電位差，并 作為輸出電壓Voa輸出。以jtbir出電壓Voa作為輸入的輸出放大級的輸出電壓 是電壓Vo。
如圖26所示，緩沖放大器117也能夠簡化為^T入級具有-A1倍、在輸出 級具有-A2倍、合計具有APA2倍的增益的模型。
在此，在圖25所示的緩沖放大器117的結構的情況下，輸出放大級由晶體 管Mnl、 Mpl的源極接地型放大器構成。因此，如圖27所示，能夠用由初級 的-Al倍放大級、將晶體管Mpl模型^^的電壓控制電流源、以;^輸出電阻ro 表示的小信號等效電路圖"示。此電壓控制電流源的輸入電壓AJi述電壓 Voa, ^it與跨導gm相^的電流。
批，設圖25中的晶體管Mpl的尺寸為Wp/Lp (Wp:Lp: 柵極長)、輸出級晶體管中流動的偏置電;維為Iol時，按下式(3)給出圖27 所示的小信號等效電路的跨導gm和輸出電阻ro。
^jt匕，人p是溝道長調制系數，是具有工藝絲性的晶體管(MOSFET)的<formula>formula see original document page 15</formula>式(3)固有值。
接著，由于輸出級的增益-A2用-gm'ro表示，所以，緩沖放大器117紗
的增益At用下式(4)表示。
AT=(—Al)x(-A2) = Alxgmr0 * ,"
…式(4)
并且，當用圖27所示的模型替換圖24中示出的緩沖放大器的等效電路200 時，如圖28所示。如狄圖28中示出的等效電路200求出員出端子(Vop ) 端子1154看的輸出阻抗Rtot，則如以下式(5)所示。
Rto=R0Ut +RSW +
=R0Ut+Rsw+ 0
1+v 丄.，、
".式(5)
并且，由于形 >反饋的緩沖放大器，所以緩沖M器117的輸出電阻 ro被政善為環(huán)增益(l+At)分之一。設緩沖放大器117的輸出電阻為Ro_buf 時，輸出阻抗Rtot如下式(5a)所示。
Ri。t =R。Ui +R?！猙Uf +Rsw 式(5a)
在比，具有電阻值Rout的值的Rp、 Rn由多晶硅，成，因工藝M等 而存在絕對值變化，但幾乎不影響溫度依賴性或電源電壓依賴性、晶體管 (MOSFET)的閾值電壓等工藝變化。
另一方面，作為晶體管(MOSFET)的開關元*上述式(1)所示，由 于溫>1^化或電源電壓變化、閾值電壓的變化，開關SWll、 SW12的導通電阻 Rsw的值變^^大。
^jJt，假設圖23中示出的》b^例的LVDS驅動器116的輸出端子115-1、 115-2的輸出電壓Vop、 Von進行完全差動動作，則輸出電壓Vos的電壓M為 虛才^fe^態(tài)。因此，輸出ia^Rt。t由以下的式(5b) M示。
Rt0i =R。ut +Rsw i.,"、
…式(5b)
但是，實際上，由于4^^給渝出電壓Vop、 Von的電流值Ic的炎菱電沐^斤 產生的同相成分、開關控制信號O、 -O的偏移等，未ii行完全差動動作。
因此，在電^^出方式的LVDS輸出驅動器111中，緩沖放大器117是必 需的，為了得到更穩(wěn)定的動作點電壓，如上狄(5b)所示，必須使緩沖放大器117的輸出電阻Ro—buf的^4A夠小。
因此，與上ii^(5a)相比，為了減小LVDS輸出驅動器116的輸出pm Rtot的工藝變4匕，必須滿足下面的式(6)的關系。
R。ut》R。_w + Rsw 式(6)
在此，通常電阻值Rout例如是小到50Q左右的值，所以，開關SWll、 SW12的導通電阻Rsw由晶體管(MOSFET)構成時，為了滿足式(6)的關 系，就必須相當;Wt大WlHW，增M開關SWll、 SW12的元件面積。 ^t匕，雖然電阻值Ro—buf 率變高而變大，但在直流附H小到幾Q左右 的值。
這樣，在象tb^例的LVDS輸出驅動器111那樣具有2 *出電阻ON/OFF 開關元件SW11、SW12的結構中，由于需要相當;Wf大開關元件SWll、SW12 的柵極H，所以電路面積增大。
即，4it常CMOS制造工藝中，為了使開關元件SWll、 SW12的導通電 阻Rsw與LVDS輸出電阻Rp、 Rn (例如50Q左右)相比足夠小，就需要相當 ;Wt大柵極t變W。作為晶體管(MOSFET)的開關元件SWll、 SW12的 面積的增加成為電路面積增加的原因，增大了制造成本。此外，晶體管 (MOSFET)的橋漏間、橋源間的寄生電容也增大，容易混入電源噪聲。
^b，設導通電阻Rsw、Rout^p的電阻值為Rtot時，電阻值Rtot為LVDS 驅動器lll的輸出電阻。因此，在設計階段事先估計導通電阻Rsw的電阻值， 將導通電阻Rout詔^^使^稀出電阻Rto—50Q即可。
但是，實際上，開關元件SWll的導通電阻Rsw由于工藝差異^rPNH^ 等所導致的變化例如存在50%~200%左右或其以上。因此，為了將電阻值Rtot 的輸出電阻城差動輸出振幅Vod的變4請制在^^所敗的范圍內，^f吏 導通電阻Rsw相對于導通電阻Rout盡可能小。
如上所述，tb^例的LVDS驅動器111的結構例不利于微細化。
d電，性的詳細tb^〉
接著，詳細i^^析、>(*比實施方式的圖8所示的LVDS驅動器11和t嫩 例的圖23所示的LVDS驅動器111的電，'l"生。
如圖23所示，tb^例的LVDS驅動器111在2個輸出電阻Rp、 Rn之間 夾著2傳關元件(SWll、 SW12)，緩沖放大器117的輸出與此中點連接。另一方面，圖8所示的本實施方式的LVDS驅動器11在2個輸出電阻Rp、 Rn之間，僅夾著一個輸出電阻ON/OFF用的開關元件SWl (電阻值Rswl)。
在開關元件SW1的兩端，分別連接著以具有增益-Al的放大器ampl的輸 出作為輸入的、具有增益-A2的放大器amp2、 amp3的各自的輸出電壓vol、 vo2。在開關元件SW1的電流路徑的兩端，串^i^接有具有相同導通(ON)電 阻值(Rsw2)的開關元件SW2、 SW3。
開關元件SW2、 SW3的連接點是開關元件SW1的電流路徑的兩端的平均 電壓((vol+vo2) /2 )。而且，此平均電壓連接到放大器ampl的負的輸入端子。 放大器ampl的正的輸入端子連接到基準電位Vcm。
如上所述，第1，相對于》b^例的LVDS驅動器111需要2個需要大面積 的輸出電阻Rp-Rn間的晶體管(MOSFET)開關元件，此實施方式的LVDS 驅動器ll僅需要l^f關元件SWl， ^ii一點上不同。
另夕卜，本例的2輸入-2輸出放大器19所具有的開關元件SW2、 SW3僅為 了生成開關元件SW1的電沐路徑的兩端的平均電壓的目的而設置。因此，與開 關元件SW1的電阻值Rswl相比，開關元件SW2、 SW3的電p且值Rsw2能夠 足夠大，從而可以減小開關元件SW2、 SW3的占有面積。
jH^卜，如圖11所示，也可以形成將上m大器ampl、 amp2、 amp3 m大器amp4、具有一*算放大器的結構。如圖所示，對于此2輸入-2輸出 放大器19也同樣，從2個輸出端子分別輸出2個輸出電壓Vo1、 Vo2。
接著，在圖12中示出圖8所示的2輸入-2輸出放大器19的電路圖。如圖 所示，2輸入-2輸出放大器19具有初^U文大部33和輸出嫩大部35。
初M^文大部33以輸入電壓V+、 V-作為輸入，以輸出電壓Voa作為輸出。 jH^刀^Sit大部33與圖25所示的》b^例的初旨出部133沒有不同。
輸出M大部35以初^U文大部33的輸出電壓Voa作為輸入，以2個輸出 電壓Vol、 Vo2作為2輸出。
^jlt，輸出^^部35具有晶體管(MOSFET)Mpl、 Mp2、 Mnl、 Mn2 以及電^HCc。
&匕，與圖25所示的tb^例的緩沖放大器117的輸出i U丈大部135進行比 不同。jtk^卜，晶體管Mpl、 Mp2的柵極￡>^^別是一半的值(Wp/2)。晶體管 Mnl、 Mn2的Wl^L也分別是一半的值(Wn/2)。電容器Cc的電容值(相 位SW嘗電容)分別是一半的值(Cc/2)。
如上所述，本例的2輸入-2輸出放大器19的整沐的占有面積可以與》b^例 的運算狄器117的占有面積湘同。即，利用》峰構不賴大占有面積。
另夕卜，在使圖8所示的輸出電阻RP、 RN間為斷開(OFF)狀態(tài)時，可使 開關元件SW1、 SW2為OFF狀態(tài)，運算狄器amp2、 amp3的輸出電壓vol、 vo2為OFF (高ia^)狀態(tài)。更*^地，為了使輸出電壓vol、 vo2成為高P雄 狀態(tài)，向圖12中的STP端子、STP—X端子輸入控制信號SS。當控制信號SS 被輸入時，在STP端子Jiife加VSS電壓，使晶體管Mn2截止，在STP—X端 子;^VDD電壓，使晶體管Mp2^^iL。
接著，以圖8所示的LVDS驅動器11的結構例為一個例子，求出本例的輸 出電阻Rtot。
首先，為了求出上述tb^例的LVDS驅動器lll的輸出電P且，考慮用于計 算從Vop看的P誠的小信號等效電路。即，在圖13中示出圖12所示的2輸入 -2輸出放大器19的小信號等效電路。
如圖13所示，用Rswl、 Rsw2分別表示開關元件SWl、 SW2的電阻值， 用放大器Al表示2輸入-2輸出放大器19的初皿大部33的增益，用電壓控 制電流源電路(跨導gm/2)和輸出電阻(電阻值Rout)表示輸出級放大部35。
構^^例的輸出嫩大部35的晶體管(MOSFET)Mpl、 Mp2、 Mnl、 Mn2的Wm的大小是構成tb^例的圖25中的運算M器117的輸出皿大 部D5的晶體管的柵極tt的一半(Wp/2、 Wn/2)。因此，^^'J的輸出嫩大 部35的電壓控制電流源電路的跨導的值##上^ (3)為gm/2。輸出電阻同 樣##式(3)為2ro。
接著，進一步簡化圖13的小信號等效電路20時，可以發(fā)現與圖M所示的 電路等效。
如圖所示，認為小信號等效電路2(T的增益-Al的輸出M大部33的輸入 為輸入電壓Vol、 Vo2的平均值。因此，2個電壓控制電流源電路35的輸A^P 是畫A1 (vol+vo2) /2。 jtb^卜，由于電阻值Rsw2是處^Hr入電壓Vol、 Vo2 的平均值電壓的電阻，所以可以認為是比電阻值Rswl足夠大的值，輸入電壓Vol、 Vo2間的電阻值;^^b(;電阻值Rswl。
4^1此圖14所示的小信號等效電路20'，求出本例的LVDS驅動器11的 輸出電阻Rtot。 M子Vop ;氛了電流Iin時，電流Iin利用端子電壓Vol、 Vo2 由下式(7)表示。
<formula>formula see original document page 20</formula>式(7)
此外，存在下ii^ (8)的關系。
<formula>formula see original document page 20</formula>式(8)
因此，從式(7)、式(8)消去端子電壓Vo2時，如下述式(9)所示，能 夠^t出電^充Iin。
<formula>formula see original document page 20</formula>式(9)
并且，(9 )， M子Vop看的輸出電阻Rtot如下i^A (10)所示,
<formula>formula see original document page 20</formula>式(10)
在比，上iiA (10 )的第2項是與tb^例的圖25所示的運算放大器117的 輸出阻樹目同的值，^Jt為RoJmf。第3項表示電阻值Rsw/4和電阻值2ro的 并聯電阻。沒有^a反饋的運算放大器的輸出電阻通常大到幾kn 幾十kil。 由于原本的電阻值Rsw是比電阻值Rout (例如約50Q左右)小的值，所以， 第3項的并聯電阻^J4Ui僅由電阻值Rsw決定。因此，輸出電阻Rtot可以近 似成下式(lla)。
<formula>formula see original document page 20</formula>式(lla) 此外，如果電壓Vop和電壓Von按完全差動動作，則圖14中示出的電阻 值Rswl的中點為虛扣:^^地狀態(tài)。因此為Vol+Vo2=0，從端子電壓Vol看的電阻值為電阻值2ro和Rsw1/2的并聯電阻。由于導通電P且值ro與電阻值Rsw相 比足夠大，所以上狄(lla)如下趙(lib)所示。<formula>formula see original document page 21</formula>4 ...式(llb)
才Nt上式，如果tb^^例的圖ll所示的LVDS驅動器ll的輸出電阻Rtot 和tb^例的圖23所示的LVDS驅動器111的輸出電阻Rtot,則如下所示。<formula>formula see original document page 21</formula>
<完全差動動作^><formula>formula see original document page 21</formula>
...式(5a) (HS2^例的輸出電阻值)
...式(11a)(本例的輸出電阻值)
,..式(5b) (tk^例的輸出電阻值)
4
..,式(lib)(本例的輸出電阻值) 這樣，無論A^全差動動作狀態(tài)的情況(式(lib))還是不是的情況(式
11a),都能夠斷^^例的LVDS驅動器11的開關元件SW1的電阻值。
例如，在本例的情況下，如上述式(lla)、式(llb)所示，與比較例相比，
可知能夠M關元件SW1的電阻值減少到1/4。但是，i^"慮的是tb^例的圖
23所示的驅動器1U的開關元件SW11、SW12與本例的圖11中的開關元件SW1
由相同面積的MOSFET開關構成的情形。
這樣，能夠減小成為不需要的電阻的開關元件SW1的電阻值Rswl。另外，
還能夠抑制由于電P且值Rsw的工藝變4^電源電壓變4匕、動作環(huán)竟引起的Rtot
的變化。
而且，在圖23所示的tb^例的LVDS驅動器111中，在電壓Vop ,'Ji經 開關元件SWll，在電壓Von側也設置開關元件SW12。這樣，由于有2* 關元件，因此與本例這樣具有l(wèi)^f關元件SWl的十"W相比，占有面積鴻大到
2倍，制ii^;^^^曾大。
jtl^卜，在比較例的LVDS驅動器lll的結構例中，在使從電壓Vop及電壓
21Von看的輸出電阻成為高阻抗的情況下，并不一定需JHf關元件SW11和開關 元件SW12這2錯關元件。但是，》b^例的LVDS驅動器111在實際動作時， 如果考慮以電壓Vos為基準電壓的電壓的Vop和電壓Von的差動振幅或it^度動 作的電路結構上的平衡時，僅在電壓Vop側或電壓Von側的任意一方插入開關 元件在電*性上不是優(yōu)選的。因此，在tb^例LVDS驅動器111的結構例中， 開關元件SW11及開關元件SW12這2 >Hf關元件;1必不可少的。 <8.此實施方式的驅動器的^>
,本實施方式的驅動器ll,至少可得到下述(1)至(4)的效果。
(1) 由于能夠減少輸出部(2輸入-2輸出放大器19)的開^L件SW1的 占有面積，所以有利于降fW^。
如上所述，本例的LVDS驅動器11具有單一的開關元件SW1，似訓此 開關元件SW1，就能夠連輪斷開輸出端子15^1、 15-2之間(電壓Vop、電壓 Von之間)。
因此，在能夠減少2輸入-2輸出放大器19的占有面積逸一點試利于斷氐 成本。例如，由于比較例的LVDS驅動器111是需要2傳關元件SW1、 SW2 的結構，所以在形式上，開關具有2倍的占有面積。
而且，沖 本例，負g夠減少開關元件SWl自身的占有面積。 例如，在^^]開關元件連掛斷開(ON/OFF)本例的LVDS驅動器11的 輸出電阻Rp、 Rn的情況下，考慮MOSFET開關的ON電P^目對于Rout (例 如，左右)所占的比例固定的條降。扭匕##下，本例的開關元件SW1 (MOSFET)相對于tk^例的開關元件SWll、 SW12,元件面積能夠減小到 1/8。
另夕卜，2輸入-2輸出放大器19所具有的開關元件SW2、 SW3的電阻值 Rswl、 Rsw2與輸出電阻Rout相比可以AA夠大的值。因此，相對于開關元件 SW1的面積可以忽略。
(2) 能夠減小開關元件SW1的導通電阻。
如AJi述完全差動動作狀態(tài)的情況(式(lib ))、不是的情況(式lla)所 示，在上述任意一種情況下，都能夠斷^^例的LVDS驅動器11的開關元件 SW1的導通電阻值。
例如，>^^例的情況下，如上述式(lla)、式(llb)所示，與tb^例相比，能夠^^關元件SW1的電阻值減小到1/4。
但是，iiAtb^例的圖23所示的驅動器111的開關元件SWll、 SW12和 本例的圖11中的開關元件SW1由相同面積的MOSFET開關構成的情況下的 一賴子。
(3)能夠防止電源噪聲的混入。
如上述(l)所示，才緣本例的結構，能夠減小上述開關元件SW1的占有 面積。
因此，能夠防止伴隨開關元件SW1的占有面積的增大而產生的橋漏間及 橋源間的寄生電容的增大。因此，能夠防止電源噪聲的混入。 U)有利于制itA^的降低。
4jH:，例如為了制造與通常的Rout (例如50Q左右)相比具有足夠小的 值的開關元件的導通電P且，需要相當大的面積，所以增加了制ii^。
但是，如上述(l)、 (2)所示，4 本例的結構，能夠斷^h述開關元件 SW1的占有面積及導通電阻。因此，可以實 目對于通常的Rout (例如5011 左右)具有足夠小的值的開關元件SW1的導通電阻，并且能夠減小占有面積， 所以有利于制iM^的制氐?！愕?級放大器結構的運算放大器電路作為緩沖放大器
<formula>formula see original document page 27</formula>117的'IW的圖。
圖26 ^4示簡化為>!^^入級具有認1倍、在輸出級具有-A2倍、^i十具有 A1*A2倍的增益的模型而示出的緩沖放大器117的圖。
圖27是利用初級的-Al倍放大鄉(xiāng)將晶體管Mpl模型^^的電壓控制電 5充源以;5L輸出電阻ro表t5^算放大器117的小4言號等效電路圖。
圖28是利用圖27的模型置換圖24所示的緩沖放大器117時的小信號等效 電路圖。
^btb^例的LVDS驅動器的結構中，電路面積增大，不利于樣^W化。
i^^應用由通常的CMOS制造工藝制造出的MOS晶體管(MOSFET) 作為上迷開關元件SWll、 SW12的情況下，就需"^f吏開關元件SWU、 SW12 (MOSFET)的導通電阻(Rsw)與LVDS驅動器的輸出電阻Rout (例如50Q 左右湘比足夠小。狄因為其結^Ji述開關元件SW11、SW12的滅狄(W) 相當;Wt大，從而上述開關元件SW11 、 SW12的占有面積就會大幅度地增大。 上述開關元件SWll、 SW12的占有面積的大幅增;U^為驅動器1U *的面積 增加的原因，在^^上不利。
jH^卜，由于絲上述開^t件SWU、 SW12的大幅增大，開關的柵漏間、 柵源間的寄生電容也增大，所以容易混入電源噪聲。
當詔^t件SWll、 SW12的導通電阻Rsw和輸出電阻Rout 4—的電阻值 為電阻Rtot時，電阻Rtot成為tb^例的LVDS驅動器lll的輸出電阻。&匕， 在i殳計階^R事先估計導通電阻Rsw的電阻值、詔文輸出電阻Rout使得電阻 Rtot=50n的方法H^皮iM/是有效的。
但是，由于開關元件SWll、 SW12的導通電阻Rsw的制造工藝時的偏差 或動作條件而導致的變化有50% ~ 200%或其以上，為了將電阻值Rtot的輸出
電阻值或差動輸出振幅Vod的變^^p制在M^^所M^:的范圍內，伏選導通電阻 Rsw與輸出電阻Rout相tb^可能小。
考慮到以上，在具有tb^例的ON/OFF開關元件SWU、 SW12的LVDS 驅動器lll的結構中，占有面積增大，因此不利于微細化。
對于本領域技術人員而言，其它的優(yōu)點和修 顯而易見的。因此，本發(fā)
此，在不脫離由附加的相^要4^l其等同方案所限定的一般性發(fā)明概念的銜申 和范圍的情況下，可以進行M修改。
權利要求
1、一種驅動器，包括輸出電路，將輸入信號轉換成規(guī)定的輸出波形，并輸出到第1、第2輸出端子；一端連接到上述第1輸出端子的第1輸出電阻；一端連接到上述第2輸出端子的第2輸出電阻；一端及另一端連接到上述第1、第2輸出電阻的另一端的輸出電阻開關元件；和2輸入2輸出放大器，分別輸入對應于上述輸出電阻開關元件的兩端的電壓的第1、第2輸入電壓，將放大了上述第1、第2輸入電壓與基準電壓的電壓差的電壓作為第1、第2輸出電壓再次輸出到上述輸出電阻開關元件的兩端，在輸入了停止信號時，上述輸出電阻開關元件的兩端之間成為高阻抗狀態(tài)。
2、 ^^M'J要求1所述的驅動器，其中，上逸渝出電路包括 第1電流源，輸Xil接到第1絲電源；第2電流源，輸Ai^接到第2M電源；第1導電類型的第1晶體管，電;jfL^f圣的一端連接到上絲1輸出端子， 另一端i^接到上^ 1電5危源的輸出；第1導電類型的第2晶體管，電^3^圣的一端連接到上絲2輸出端子， 另一端連接到上i^ 1電流源的輸出；第2導電類型的第1晶體管，電^S^圣的一端連接到上錄1輸出端子， 另一端連接到上錄2電流源的輸出；和第2導電類型的第2晶體管，電^^f圣的一端連接到上絲2輸出端子， 另一端連接到上^ 2電流源的輸出。
3、 才緣權利要求1所述的驅動器，其中，上述輸出電阻開關元件是電^2^ 徑的一端及另一端連接到上述第1、第2輸出電阻的另一端的第1或第2導電類 型的晶體管，或者是電流路徑的一端及另一端連接到Jiii第1、第2輸出電阻的 另一端的CMOS開關。
4、 才Nt權利要求1所述的驅動器，其中，上述2輸入2輸出放大器包括 第1開關元件，電^3^5的一端連接到上錄1輸出電阻的另一端，另一端連接到上述2輸入2輸出放大器的第1輸入；第2開關元件，電流路徑的一端連接到上述第2輸出電阻的另一端，另一 端連接到上述2輸入2輸出放大器的第2輸X;第1放大器，向第1輸入端子輸Ai^電壓，在第2輸入端子Ji^接上迷 第1輸入、第2輸入；第2放大器，輸A^接到上錄1放大器的輸出，輸出連接到上錄1開關元件的電;;;W^的一端；和第3放大器，輸A^接到上錄1放大器的輸出，輸出連接到JJ^ 2開 關元件的電- ^圣的一端。
5、 ^^權禾)J^求1所述的驅動器，其中，上述2輸入2輸出狄器包拾 平均電壓發(fā)生電路，分別輸A^t應于上逸輸出電阻開關元件的兩端的電壓的第1、第2輸入電壓作為第1、第2輸入電壓，將上錄1、第2輸入電壓的 平均電壓作為輸出電壓輸出；和2輸出放大器，構成為將上述平均電壓iLt電路的輸出輸A^第1輸入端 子，將放大了輸入到上述笫1輸入端子的平均電壓與輸入到第2輸入端子的基 準電壓的電壓差的電壓作為第1、第2輸出電壓再次輸出到上ii^T出電阻開關元 件的兩端，當輸入了上述停止信號時，上述輸出電阻開關元件的兩端之間變成 高阻^l態(tài)。
6、 才娥W，澳求5所述的驅動器，其中，上述平均電壓發(fā)生電路具有在上 述第1、第2輸入電壓之間串^i接電iiiLS^圣、并在;M^控制電^Lhi^接M電 源的第l、第2晶體管。
7、 ^!^5U，j要求5所述的驅動器，其中，上述2輸出》化器包括 第1放大器，向第l輸入輸AJi述平均電壓紐電路的輸出電壓，向第2輸入輸AJL^JJ^電壓，輸出放大了它們的差的輸出電壓；第2放大器，放;Ui錄1放大器的輸出電壓，將為輸出電壓輸出到上 鄉(xiāng)l輸出端子；和第3放大器，放;Ui鄉(xiāng)l放大器的輸出電壓，，為輸出電壓輸出到上 述第2輸出端子，當輸入了上述停止信號時，上述輸出端子間變成高PiL^態(tài)。
8、 才娥權利要求5所述的驅動器，其中，上述2輸出放大器包括 第1跨導，向第l輸入輸AJi述平均電壓發(fā)生電路的輸出電壓，向第2輸入輸AjJi^電壓，輸出電連接到上ii^l輸出電阻的另一端；和第2跨導，向第l輸入輸AJi述平均電壓^jl電路的輸出電壓，第2輸入 連接到第1跨導的第2輸入，輸出電連接到上絲2輸出電阻的另一端。
9、 才N^5U'要求1所述的驅動器，其中，Ji^2輸入2輸出放大器包拾 第l放大器，向第1輸入端子輸AJiili^電壓，向第2輸入端子輸Aji錄1輸入電壓，向上錄1輸出端子輸出狄了Jii^ 1輸入電壓與上錄 準電壓^l差的輸出電壓；和第2放大器，向笫1輸入端子輸AJiiiJ^電壓，向第2輸入端子輸AJ: 鄉(xiāng)2輸入電壓，向上錄2輸出端子輸出放大了該JJi^2輸入電壓與上述 M電壓之差的輸出電壓。
10、 一種驅動漆接脈系統(tǒng)，包括驅動器，該驅動器包括輸出電路，#^入信號轉^^1的輸出波形， 并輸出到第l、第2輸出端子； 一端連接到上鄉(xiāng)l輸出端子的第l輸出電阻； 一端連接到上錄2輸出端子的第2輸出電阻； 一端及另一端連接到上^ 1、 第2輸出電阻的另一端的輸出電阻開關元件；和2輸入2輸出放大器，分別輸 A^"應于上述輸出電阻開關元件的兩端的電壓的第1、第2輸入電壓，將放大了 上迷第l、第2輸入電壓與J^電壓的電壓差的電壓作為第1、第2輸出電壓再 次輸出到上述輸出電阻開關元件的兩端，在輸入了停止信號時，上 出電阻 開關元件的兩捲t間成為高阻抗狀態(tài)；以及接》1^幾，接JltAUi^1、第2輸出端子輸出的上述驅動器的輸出信號。
11、 4Nt似，j^求10所述的系統(tǒng)，還包括一端及另一端連接在上錄1、 第2輸出端子間的終端電阻。
12、 才^^5U'J要求10所述的系統(tǒng)，其中，上述輸出電路包括 第l電流源，輸A^接到第1^電源；第2電流源，輸Aiy^到第2M電源；第1導電類型的笫1晶體管，電流路徑的一端連接到上述第1輸出端子， 另一端連接到上i^ 1電5克源的輸出；第1導電類型的第2晶體管，電^j^圣的一端連接到上^ 2輸出端子， 另一端連接到上i^ 1電流源的輸出；第2導電類型的第1晶體管，電流路艮的一端連接到上述第1輸出端子，另一端連接到上迷第2電流源的輸出；和第2導電類型的第2晶體管，電^^圣的一端連接到上^ 1輸出端子，另一端連接到上^$ 2電a;源的輸出。
13、 才N^U'決求io所述的系統(tǒng)，其中，上微出電阻開^L件是電;;W徑的一端及另一端連接到Jiii第1、第2輸出電阻的另一端的第1或第2導電類 型的晶體管，或者是電流路徑的一端及另一端連接到上述第1、第2輸出電阻的 另一端的CMOS開關。
14、 ##^'漆求10所述的系統(tǒng)，其中，上述2輸入2輸出放大器包拾 第1開關元件，電^^圣的一端連接到上絲1輸出電阻的另一端，另一端連接到上述2輸入2輸出放大器的第1輸入；第2開^iL件，電^^圣的一端連接到上絲2輸出電阻的另一端，另一 端連接到上述2輸入2輸出放大器的第2輸 第1放大器，向第1輸入端子輸A^電壓，在第2輸入端子Jiii接上述 第1輸入、第2輸入；第2放大器，輸A^接到上絲1放大器的輸出，輸出連接到上鄉(xiāng)1開 關元件的電^S^圣的一端；和第3放大器，輸Ai^接到上錄l放大器的輸出，輸出連接到上錄2開 關元件的電^S^圣的一端。
15、 才娥^f']要求10所述的系統(tǒng)，其中，上述2輸入2輸出放大器包括 平均電壓^A電路，分別輸A^"應于上微出電阻開關元件的兩端的電壓的第1、第2輸入電壓作為第1、笫2輸入電壓，將上述第1、第2輸入電壓的 平均電壓作為輸出電壓輸出；和2輸出放大器，構成為將上述平均電壓^jl電路的輸出輸A^第1輸入端 子，將放大了輸A^上述笫1輸入端子的平均電壓與輸入到第2輸入端子的基 準電壓的電壓差的電壓作為第1、第2輸出電壓再次輸出到上逸輸出電阻開關元 件的兩端，當輸入了上述停止信號時，上述輸出電阻開關元件的兩端之間變成 高阻:^態(tài)。
16、 才M^W〗要求15所述的系統(tǒng)，其中，上迷平均電壓發(fā)生電聘具有在上 述第1、第2輸入電壓之間串^i^接電流路徑、并JL^^^控制電^Lti^接1^ 電源的第1、第2晶體管。
17、 才娥WJ要求15所迷的系統(tǒng)，其中，上述2輸出放大器包拾第1狄器，向第1輸入輸Aji述平均電壓紐電路的輸出電壓，向第2 輸入輸Ajii4i^電壓，輸出放大了它們的差的輸出電壓；第2放大器，放^Ji鄉(xiāng)l放大器的輸出電壓，將為輸出電壓輸出到上 ii^l輸出端子；和第3放大器，放;Ui鄉(xiāng)l放大器的輸出電壓，將為輸出電壓輸出到上 鄉(xiāng)2輸出端子，當輸入了上述停止信號時，上微出端子間變成高fa^態(tài)。
18、 才M^權矛J^求15所述的系統(tǒng)，其中，上述2輸出放大器包拾 第l跨導，向第l輸入輸AJi述平均電壓;^電路的輸出電壓，向第2輸入輸AJJli^電壓，輸出電連接到上絲l輸出電阻的另一端；和第2跨導，向第l輸入輸Aji述平均電壓;^電路的輸出電壓，第2輸入 連接到第1跨導的第2輸入，輸出電連接到Jii^ 2輸出電阻的另一端。
19、 #^權利要求10所述的系統(tǒng)，其中，上述2輸入2輸出放大器包拾 第1放大器，向第1輸入端子輸AjJ4i^電壓，向第2輸入端子輸AJi述第1輸入電壓，向上錄1輸出端子輸出放大了上絲1輸入電壓與Ji^ 準電壓之差的輸出電壓；和第2放大器，向第1輸入端子輸AjJi4^電壓，向第2輸入端子輸AJi ii^ 2輸入電壓，向上絲2輸出端子輸出放大了該Jii^ 2輸入電壓與上述 M電壓之差的輸出電壓。
20、 才娥權矛決求10所述的系統(tǒng)，還包括連接在上^ 1輸出端子和上述^1^化間的第1傳i^^;和 連接在上ii^ 2輸出端子和上述^^間的第2傳ii1^0
全文摘要
本發(fā)明提供一種驅動器以及驅動器·接收機系統(tǒng)，該驅動器包括輸出電路、第1輸出電阻、第2輸出電阻、輸出電阻開關元件和2輸入2輸出放大器。
文檔編號H03K17/687GK101286957SQ20081009205
公開日2008年10月15日 申請日期2008年1月11日 優(yōu)先權日2007年1月11日
發(fā)明者竹中恭一 申請人:株式會社東芝