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公開番号2025144804
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-03
出願番号2024044655
出願日2024-03-21
発明の名称信号出力回路
出願人ローム株式会社
代理人弁理士法人佐野特許事務所
主分類H02M 1/08 20060101AFI20250926BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】出力信号のレベル変化時間の電源電圧依存性を低く抑える。
【解決手段】信号出力回路(10)は、出力端子(OUT)及びグランド間に設けられた出力トランジスタ(M0)と、出力トランジスタのゲートに対して電源電圧(VDD)に基づくオン用電流を供給する又は出力トランジスタのゲートからオフ用電流を引き込むことで出力トランジスタをオン又はオフに制御する駆動回路(100)と、を備える。駆動回路は、Nチャネル型且つデプレッション型のMOSFETにより構成された調整トランジスタ(M1)と、調整トランジスタと出力トランジスタのゲートとの間に設けられた電流制限抵抗(R1)と、調整トランジスタのゲート電圧を生成する電圧生成回路(110A)と、を有する。調整トランジスタ及び電流制限抵抗を通じてオン用電流を出力トランジスタのゲートに供給する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
出力端子に接続されたドレイン及びグランドに接続されたソースを有するＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴにより構成された出力トランジスタと、前記出力トランジスタのゲートに対して電源電圧に基づくオン用電流を供給する又は前記出力トランジスタのゲートからオフ用電流を引き込むことで前記出力トランジスタをオン又はオフに制御するよう構成された駆動回路と、を備え、前記出力端子に前記出力トランジスタの状態に応じた出力信号を発生させるよう構成されたオープンドレイン方式の信号出力回路であって、
前記駆動回路は、Ｎチャネル型且つデプレッション型のＭＯＳＦＥＴにより構成された調整トランジスタと、前記調整トランジスタと前記出力トランジスタのゲートとの間に設けられた電流制限抵抗と、前記調整トランジスタのゲート電圧を生成するよう構成された電圧生成回路と、を有し、前記調整トランジスタ及び前記電流制限抵抗を通じて前記オン用電流を前記出力トランジスタのゲートに供給する
、信号出力回路。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記駆動回路は、前記電源電圧の印加端と前記電流制限抵抗との間において前記調整トランジスタに直列に接続されたハイサイドスイッチと、前記電流制限抵抗とグランドとの間に設けられたローサイドスイッチと、を更に有し、
前記駆動回路は、前記ハイサイドスイッチをオフからオンに且つ前記ローサイドスイッチをオンからオフに切り替えることで前記出力トランジスタをオフからオンに遷移させ、前記ハイサイドスイッチをオンからオフに且つ前記ローサイドスイッチをオフからオンに切り替えることで前記出力トランジスタをオンからオフに遷移させる
、請求項１に記載の信号出力回路。
【請求項３】
前記電圧生成回路は、１以上の電圧発生素子を有し、前記電源電圧に基づく電流を前記１以上の電圧発生素子に供給したときの前記１以上の電圧発生素子の発生電圧に基づき、前記調整トランジスタのゲート電圧を生成可能に構成される
、請求項１又は２に記載の信号出力回路。
【請求項４】
前記電圧生成回路は、特定ノードとグランドとの間に設けられた前記１以上の電圧発生素子に加えて、前記電源電圧の印加端と前記特定ノードとの間に設けられた抵抗を有し、前記特定ノードに前記調整トランジスタのゲート電圧を発生させる
、請求項３に記載の信号出力回路。
【請求項５】
前記電圧生成回路は、前記１以上の電圧発生素子及びモード切替スイッチの直列回路を有し、
前記直列回路は、前記特定ノードとグランドとの間に設けられ、
前記電圧生成回路は、与えられた切替信号に基づき第１モード及び第２モードの何れかで動作し、
前記モード切替スイッチは前記第１モードにおいてオンであり、前記第２モードにおいてオフである
、請求項４に記載の信号出力回路。
【請求項６】
各電圧発生素子は、互いに短絡されたドレイン及びゲートを有するＭＯＳＦＥＴ、又は、ダイオードである
、請求項３に記載の信号出力回路。
【請求項７】
前記出力端子に接続された通信バスの信号線に対して前記出力信号を出力する
、請求項１又は２に記載の信号出力回路。
【請求項８】
前記出力トランジスタのゲートと前記出力端子との間にコンデンサ及び抵抗の直列回路が設けられる
、請求項１又は２に記載の信号出力回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、信号出力回路に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
各種の電気回路においてオープンドレイン方式の信号出力回路が利用される（例えば下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１３２４８２号公報
【０００４】
［概要］
オープンドレイン方式の信号出力回路において出力信号のレベルをハイレベル及びローレベル間で変化させるとき、出力信号のレベル変化時間に対し規格等に基づく要求が課されることがある。一方で信号出力回路に対する電源電圧は変動することがある。出力信号のレベル変化時間の電源電圧依存性を低く抑えることが求められる。
【０００５】
本開示の一態様に係る信号出力回路は、出力端子に接続されたドレイン及びグランドに接続されたソースを有するＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴにより構成された出力トランジスタと、前記出力トランジスタのゲートに対して電源電圧に基づくオン用電流を供給する又は前記出力トランジスタのゲートからオフ用電流を引き込むことで前記出力トランジスタをオン又はオフに制御するよう構成された駆動回路と、を備え、前記出力端子に前記出力トランジスタの状態に応じた出力信号を発生させるよう構成されたオープンドレイン方式の信号出力回路であって、前記駆動回路は、Ｎチャネル型且つデプレッション型のＭＯＳＦＥＴにより構成された調整トランジスタと、前記調整トランジスタと前記出力トランジスタのゲートとの間に設けられた電流制限抵抗と、前記調整トランジスタのゲート電圧を生成するよう構成された電圧生成回路と、を有し、前記調整トランジスタ及び前記電流制限抵抗を通じて前記オン用電流を前記出力トランジスタのゲートに供給する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、本開示の実施形態に係る信号出力回路とその周辺回路を示す図である。
図２は、本開示の実施形態に係る半導体装置の外観斜視図である。
図３は、本開示の実施形態に係り、入力信号、ゲート電圧及び出力信号の波形図である。
図４は、参考例に係る信号出力回路とその周辺回路を示す図である。
図５は、参考例に係る波形図である。
図６は、本開示の実施形態に属する第１実施例に係り、信号出力回路とその周辺回路を示す図である。
図７は、本開示の実施形態に属する第１実施例に係り、電源電圧と、電流制限抵抗に加わる電圧との関係図である。
図８は、本開示の実施形態に属する第１実施例に係り、幾つかの信号及び電圧の波形図である。
図９は、本開示の実施形態に属する第２実施例に係り、信号出力回路とその周辺回路を示す図である。
図１０は、本開示の実施形態に属する第２実施例に係り、互いに直列接続されるトランジスタ群の変形配置構成を示す図である。
図１１は、本開示の実施形態に属する第４実施例に係り、調整トランジスタのゲート電圧を生成するための変形回路構成を示す図である。
図１２は、本開示の実施形態に属する第５実施例に係り、調整トランジスタの配置位置変形に関わる説明図である。
図１３は、本開示の実施形態に属する第６実施例に係り、Ｉ
２
Ｃによる通信を行うシステムの概略構成図である。
【０００７】
［詳細な説明］
以下、本開示の実施形態の例を、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。尚、本明細書では、記述の簡略化上、情報、信号、物理量、機能部、回路、素子又は部品等を参照する記号又は符号を記すことによって、該記号又は符号に対応する情報、信号、物理量、機能部、回路、素子又は部品等の名称を省略又は略記することがある。
【０００８】
まず、本開示の実施形態の記述にて用いられる幾つかの用語について説明を設ける。グランドとは、基準となる０Ｖ（ゼロボルト）の電位を有する基準導電部（reference conductor）を指す又は０Ｖの電位そのものを指す。基準導電部は金属等の導体を用いて形成されて良い。０Ｖの電位をグランド電位と称することもある。本開示の実施形態において、特に基準を設けずに示される電圧はグランドから見た電位を表す。レベルとは電位のレベルを指し、任意の注目した信号又は電圧についてハイレベルはローレベルよりも高い電位を有する。
【０００９】
ＭＯＳＦＥＴに例示されるＦＥＴ（電界効果トランジスタ）として構成された任意のトランジスタについて、オン状態とは、当該トランジスタのドレイン及びソース間が導通している状態を指し、オフ状態とは、当該トランジスタのドレイン及びソース間が非導通となっている状態（遮断状態）を指す。ＦＥＴに分類されないトランジスタについても同様である。ＭＯＳＦＥＴは、特に記述無き限り、エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴであると解される。ＭＯＳＦＥＴは“metal-oxide-semiconductor field-effect transistor”の略称である。また、特に記述なき限り、任意のＭＯＳＦＥＴにおいて、バックゲートはソースに短絡されていると考えて良い。以下、任意のトランジスタについて、オン状態、オフ状態を、単に、オン、オフと表現することもある。
【００１０】
ハイレベル又はローレベルの信号レベルを持つ任意の信号について、当該信号のレベルがハイレベルとされる期間をハイレベル期間と称し、当該信号のレベルがローレベルとされる期間をローレベル期間と称する。ハイレベル又はローレベルの電圧レベルを持つ任意の電圧についても同様である。
（【００１１】以降は省略されています）

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