JP3833199B2

JP3833199B2 - 相補信号発生回路

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Publication number: JP3833199B2
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Authority: JP
Inventors: 隆本田
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Description

本発明は、相補的な正相信号と逆相信号とを出力する相補信号発生回路に関する。

この種の相補信号発生回路として、例えばボルテージフォロアのオフセットをキャンセルするため、その反転入力端子に一端が接続された容量の他端を、非反転入力端子と出力端子との間で切り替えるように接続された複数スイッチを、出力する相補信号で切替えるべく、インバータの入力信号と出力信号とで形成された相補信号を出力するものがあった（例えば、特許文献１参照）。

またこの相補信号発生回路として、入力信号を入力する入力端子と、正相信号及び逆相信号をそれぞれ出力する第１と第２の出力端子とを有し、入力端子と第１の出力端子との間には入力信号のタイミング調整を行う第１の論理回路が接続され、入力端子と第２の出力端子との間にも逆相信号の出力タイミング調整を行う第２の論理回路が接続された構成のものがあった（例えば、特許文献２参照）。
特開平２００１―１８８６１５号公報（第３頁、図４）特開平６―１５２３４６号公報（第３−４頁、図１）

上記した特許文献１のようにインバータを用いた回路では、インバータの入力信号が、その閾値電圧を越えないと信号が伝播されないため、相補信号となるインバータの入力信号と出力信号との間では、反転タイミングがずれてしまう。また、特許文献２の場合にも、反転タイミングがずれた相補信号が出力される点で、特許文献１と同じであった。

以上のように、反転タイミングがずれた相補信号によって、例えば前記したオフセットキャンセル回路を駆動すると、容量による充放電のタイミングが不正確となり、オフセットのキャンセルが正確に行われない等の問題があった。

本発明の目的は、上記した問題点を解決すべく、１周期に２つある反転タイミングの、少なくとも一方の反転タイミングが揃った相補信号を出力する相補信号発生回路を提供することにある。

本発明の相補信号発生回路は、第１の論理値と第２の論理値間で変化する、相補的な正相信号と逆相信号とを出力する相補信号発生回路において、
第１の論理値と第２の論理値間で変化する入力信号に対して、同相の正相中間信号を出力する正相中間信号出力部と逆相の逆相中間信号を出力する逆相中間信号出力部とを有する信号形成部と、前記入力信号の前記第１の論理値から前記第２の論理値への状態変化から、所定時間遅延して一方の論理値から他方の論理値に状態変化し、前記入力信号の前記第２の論理値から前記第１の論理値への状態変化に対して所定時間先行して前記他方の論理値から前記一方の論理値に状態変化するスイッチング信号を生成するスイッチング信号生成部と、前記スイッチング信号の、前記一方の論理値から前記他方の論理値への状態変化に応じて、前記正相中間信号出力部と正相信号出力部とを、且つ前記逆相中間信号出力部と逆相信号出力部とを、各々同時に導通し、前記スイッチング信号の前記他方の論理値から前記一方の論理値への状態変化に応じて、前記正相中間信号出力部と前記正相信号出力部との導通、及び前記逆相中間信号出力部と前記逆相信号出力部との導通を解除する第１の接続手段と、前記入力信号が前記第１の論理値である所定の期間、前記正相信号出力部及び前記逆相信号出力部の各状態を、個々に前記第１の論理値及び第２の論理値とする駆動手段とを有し、
前記第１の接続手段が、前記正相中間信号出力部と前記正相信号出力部との間にソース、ドレインが接続されたＦＥＴと、前記逆相中間信号出力部と前記逆相信号出力部との間にソース、ドレインが接続されたＦＥＴとを備え、各ＦＥＴがゲートに入力する前記スイッチ信号に基づいて同時に制御されることを特徴とする。
また、別の発明による相補信号発生回路は、第１の論理値と第２の論理値間で変化する、相補的な正相信号と逆相信号とを出力する相補信号発生回路において、
第１の論理値と第２の論理値間で変化する入力信号に対して、同相の正相中間信号を出力する正相中間信号出力部と逆相の逆相中間信号を出力する逆相中間信号出力部とを有する信号形成部と、前記入力信号の前記第１の論理値から前記第２の論理値への状態変化から、所定時間遅延して一方の論理値から他方の論理値に状態変化し、前記入力信号の前記第２の論理値から前記第１の論理値への状態変化に対して所定時間先行して前記他方の論理値から前記一方の論理値に状態変化する第１のスイッチング信号と、前記入力信号の前記第２の論理値から前記第１の論理値への状態変化から、所定時間遅延して一方の論理値から他方の論理値に状態変化し、前記入力信号の前記第１の論理値から前記第２の論理値への状態変化に対して所定時間先行して前記他方の論理値から前記一方の論理値に状態変化する第２のスイッチング信号とを生成するスイッチング信号生成部と、前記第１のスイッチング信号の、前記一方の論理値から前記他方の論理値への状態変化に応じて、前記正相中間信号出力部と正相信号出力部とを、且つ前記逆相中間信号出力部と逆相信号出力部とを、各々同時に導通し、前記第１のスイッチング信号の前記他方の論理値から前記一方の論理値への状態変化に応じて、前記正相中間信号出力部と前記正相信号出力部との導通及び前記逆相中間信号出力部と前記逆相信号出力部との導通を共に解除する第１の接続手段と、
前記第２のスイッチング信号の、前記一方の論理値から前記他方の論理値への状態変化に応じて、前記正相中間信号出力部と正相信号出力部とを、且つ前記逆相中間信号出力部と逆相信号出力部とを、各々同時に導通し、前記第２のスイッチング信号の前記他方の論理値から前記一方の論理値への状態変化に応じて、前記正相中間信号出力部と前記正相信号出力部との導通及び前記逆相中間信号出力部と前記逆相信号出力部との導通を共に解除する第２の接続手段とを有し、
前記第１及び第２の接続手段が、それぞれ前記正相中間信号出力部と前記正相信号出力部との間にソース、ドレインが接続されたＦＥＴと、前記逆相中間信号出力部と前記逆相信号出力部との間にソース、ドレインが接続されたＦＥＴとを備え、前記第１の接続手段の各ＦＥＴがゲートに入力する前記第１のスイッチ信号に基づいて同時に制御され、且つ前記第２の接続手段の各ＦＥＴがゲートに入力する前記第２のスイッチ信号に基づいて同時に制御されることを特徴とする。

本発明によれば、出力される相補信号の一方の立ち上りと他方の立ち下り、或いは一方の立ち下りと他方の立ち上りの少なくもどちらかの各反転タイミングを揃えることができるので、例えば複数のスイッチを相補信号によって同時に切替える回路のためのスイッチ切り替え信号供給手段として好適な相補信号発生回路を提供することができる。

実施の形態１．
図１は、本発明に基づく実施の形態１の相補信号発生回路１の構成を示す回路図である。

同図に示すように、相補信号発生回路１の入力部１１は、インピーダンス変換を兼ねたインバータ２，４の各入力部に接続されると共にＰチャンネル型ＦＥＴ８のゲートに接続されている。インバータ２の出力部は、インバータ３の入力部に接続されると共にＮチャンネル型ＦＥＴ９のゲートに接続されている。

アナログスイッチ６は、並列接続されたＰチャンネル型とＮチャンネル型の一対のＦＥＴで構成され、一方の接続端子にはインバータ３の出力部が接続され、他方の接続端子には相補信号発生回路１の正相信号出力部１２が接続されている。またアナログスイッチ６と同構成アナログスイッチ７の一方の接続端子にはインバータ４の出力部が接続され、他方の接続端子には相補信号発生回路１の逆相信号出力部１３が接続されている。

相補信号発生回路１のスイッチ信号入力部１４は、アナログスイッチ６及び７のＮチャンネル型ＦＥＴの各ゲートに接続されると共に、インバータ５を介してアナログスイッチ６及び７のＰチャンネル型ＦＥＴの各ゲートに接続されている。そして、電源と逆相信号出力部１３間には、Ｐチャンネル型ＦＥＴ８のソースとドレインがそれぞれ接続され、正相信号出力部１２とグランド間にはＮチャンネル型ＦＥＴ９のドレインとソースがそれぞれ接続されている。

尚、アナログスイッチ６及び７が第１の接続手段に相当し、Ｐチャンネル型ＦＥＴ８及びＮチャンネル型ＦＥＴ９が駆動手段に相当する。

以上のように構成された相補信号発生回路１の動作について、その各部における信号波形を示す図２のタイミングチャートを参照しながら、以下に説明する。

図２に示すように、スイッチ信号入力部１４に入力するスイッチ信号Ｓ_５は、入力部１１に入力する入力信号Ｓ_１に対して、所定時間Ｔｄだけ遅れて立ち上ると共に、所定時間Ｔｄだけ先行して立下がる信号であり、これらの入力信号Ｓ_１及びスイッチ信号Ｓ_５の形成については、後に詳しく説明する。尚、説明の簡単のため、各素子は、信号反転に同程度の遷移時間を有し、更に、入力の閾値電圧が、相補信号発生回路１の電源電圧Ｖｃの５０パーセント程度とする。

図２のタイミングチャートに示すように、時刻ｔ_０の初期状態において、入力信号Ｓ_１及びスイッチング信号Ｓ_５は共に第１の論理値に相当する“Ｌ”レベルであり、アナログスイッチ６，７は、各々の接続端子間を非導電状態とするオフ状態となっている。また、入力信号Ｓ_１が“Ｌ”レベルであるため、インバータ出力信号Ｓ_２、Ｓ_４が共に第２の論理値に相当する“Ｈ”レベル、インバータ出力信号Ｓ_３が“Ｌ”レベルとなっている。更に、Ｐチャンネル型ＦＥＴ８及びＮチャンネル型ＦＥＴ９は、共にオン状態にあるため、正相出力信号Ｓ_６及び逆相出力信号Ｓ_７は、それぞれ“Ｌ”及び“Ｈ”状態となっている。

その後、時刻ｔ_１に入力信号Ｓ_１が立ち上ると、遅延時間Ｔ_１後の時刻ｔ_２にインバータ出力信号Ｓ_２、Ｓ_４が共に立ち下り、この時刻ｔ_２から更に遅延時間Ｔ_１だけ遅延した時刻ｔ_３にインバータ出力信号Ｓ_３が立ち上る。そして、これらの時刻ｔ_２、ｔ_３に、Ｐチャンネル型ＦＥＴ８及びＮチャンネル型ＦＥＴ９は、それぞれターンオフするため、正相出力端子１２及び逆相出力端子１３はフローティング状態となるが、各アナログスイッチ５，６が依然としてオフ状態のため正相出力信号Ｓ_６及び逆相出力信号Ｓ_７は、それぞれ“Ｌ”及び“Ｈ”レベル状態を維持する。

そして、インバータ出力信号Ｓ_３が“Ｈ”レベルに、且つインバータ出力信号Ｓ_４が“Ｌ”レベルに至った後の時刻ｔ_４に、入力信号Ｓ_１から所定の遅延時間Ｔｄだけ遅れてスイッチ信号Ｓ_５が立ち上る。従って、この時刻ｔ_４から遅延時間Ｔ_１後の時刻ｔ_５に、各アナログスイッチ５，６のＮチャンネル型ＦＥＴが同時にターンオンし、更に続いて、Ｐチャンネル型ＦＥＴがターンオンする。このとき、アナログスイッチ６，７は、各々の接続端子間を導電状態とするオン状態となる。

従って、正相出力信号Ｓ_６及び逆相出力信号Ｓ_７は、各アナログスイッチ５，６のＮチャンネル型ＦＥＴのターンオンに伴って、それぞれ同時に“Ｈ”及び“Ｌ”の各レベルに反転する。

その後、時刻ｔ_１１での入力信号Ｓ_１の立ち下りに先行する時刻ｔ_１０に、スイッチ信号Ｓ_５が立ち下ると、各アナログスイッチ５，６は共に再びオフ状態となって、正相出力端子１２及び逆相出力端子１３はフローティング状態となるが、Ｐチャンネル型ＦＥＴ８及びＮチャンネル型ＦＥＴ９が依然としてオフ状態のため、正相出力信号Ｓ_６及び逆相出力信号Ｓ_７は、それぞれ“Ｈ”及び“Ｌ”の各レベル状態を維持する。

そして、時刻ｔ_１１に入力信号Ｓ_１が立ち下ると、遅延時間Ｔ_１後の時刻ｔ_１２にインバータ出力信号Ｓ_２，Ｓ_４が共に立ち上り、この時刻ｔ_１２から更に遅延時間Ｔ_１だけ遅延した時刻ｔ_１３にインバータ出力信号Ｓ_３が立ち下る。そして、これらの時刻ｔ_１２及び時刻ｔ_１３に、Ｐチャンネル型ＦＥＴ８及びＮチャンネル型ＦＥＴ９が、それぞれターンオンするため、逆相出力信号Ｓ_７及び正相出力信号Ｓ_６は、Ｐチャンネル型ＦＥＴ８及びＮチャンネル型ＦＥＴ９のターンオンに伴って、それぞれ順次
“Ｈ”及び“Ｌ”の各レベルに反転する。

以後、入力信号Ｓ_１及びスイッチング信号Ｓ_５が同様の信号反転を繰り返すのに伴って、正相出力信号Ｓ_６及び逆相出力信号Ｓ_７も同様の信号反転を繰り返す。

尚、出力信号Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３，Ｓ_４を出力する部分が信号形成部に相当し、インバータ出力信号Ｓ_３が正相中間信号に、またインバータ出力信号Ｓ_４が逆相中間信号にそれぞれ相当する。

図７は、上記した本実施の形態１の相補信号発生回路１が出力する相補信号Ｓ_６，Ｓ_７の利用例として、エミッタフォロアのオフセットキャンセル回路を有する電圧回路７１に用いた場合の回路構成を示す回路図で、以下その内容について説明する。

同図中、電圧回路７１は、例えば液晶表示回路において、Ｄ／Ａコンバータでアナログ信号に変換された所定ビットの信号をその入力部７２に入力し、インピーダンス変換して液晶パネルの駆動信号としてその出力部７３から出力するボルテージフォロアとして使用され、その入力部７２は、演算増幅器(以下、オペアンプと称す)７４の非反転入力端子に接続されると共に、アナログスイッチ７５の一方の接続端子に接続されている。オペアンプ７４の出力端子は、電圧回路７１の出力部７３に接続されると共に、アナログスイッチ７６及び７７の各一方の接続端子に接続されている。アナログスイッチ７６の他方の接続端子は、オペアンプ７４の反転入力端子に直接接続されると共に、コンデンサ７８を介してアナログスイッチ７５及び７７の各他方の入力端子に接続されている。

そして、相補信号発生回路１の正相信号出力部１２はアナログスイッチ７５及び７６の各のスイッチ信号入力端子７５ｂ及び７６ｂにそれぞれ接続されると共に、アナログスイッチ７７のスイッチ信号入力端子７７ａに接続されている。そして、相補信号発生回路１の逆相信号出力部１３はアナログスイッチ７５及び７６の各のスイッチ信号入力端子７５ａ及び７６ａにそれぞれ接続されると共に、アナログスイッチ７７のスイッチ信号入力端子７７ｂに接続されている。

ここで、アナログスイッチ７５，７６，７７は、共に同一構成の素子であるため、アナログスイッチ７６を例にとって、その内部構成を説明する。図８は、このアナログスイッチ７６の内部構成を示す回路図である。

同図に示すように、アナログスイッチ７６は、並列接続されたＰチャンネル型とＮチャンネル型のＦＥＴで構成され、各ＦＥＴのソース及びドレインに、それぞれ一対の接続端子の一方及び他方が接続されている。また、スイッチ信号入力端子７６ａは、Ｐチャンネル型ＦＥＴのゲートに接続されると共に、スイッチ信号入力端子７６ｂは、Ｎチャンネル型ＦＥＴのゲートに接続されている。

以上の構成において、図２のタイミングチャートの時刻ｔ_１０の状態、即ち正相出力信号Ｓ_６が“Ｈ”
レベル、逆相出力信号Ｓ_７が“Ｌ”となる第1の期間のとき、アナログスイッチ７７はオフに、またアナログスイッチ７５，７６は共にオンとなり、その間、オペアンプ７４の入出力間のオフセット電圧がコンデンサ７８にチャージされる。一方、タイミングチャートの時刻ｔ_０の状態、即ち正相出力信号Ｓ_６が“Ｌ”
レベル、逆相出力信号Ｓ_７が“Ｈ”となる第２の期間のとき、アナログスイッチ７７はオンに、またアナログスイッチ７５，７６は共にオフとなって、コンデンサ７８にチャージされたオフセットキャンセル分の電荷がオペアンプ７４の反転入力端子に重畳されて帰還される。

以上のように、電圧回路７１がボルテージフォロアとなる第２の期間に、オペアンプ７４の出力端子と反転入力端子間にオフセット分の逆電圧がチャージされたコンデンサ７８を介在させることにより、オフセットを相殺するように動作する。

以上のような電圧回路７１において、例えば、図２のタイミングチャートの時刻ｔ_５で発生する正相出力信号Ｓ_６の立ち上りと、逆相出力信号Ｓ_７の立ち下りのタイミングがずれると、ボルテージフォロアとなる第２の期間にコンデンサ７８にチャージされた電荷が放電し、オフセットがキャンセルされなくなる。一方、時刻ｔ_１２、ｔ_１３での、逆相出力信号Ｓ_７の立ち上り及び正相出力信号Ｓ_６の立ち下りのタイミングのずれは、オフセット電圧がコンデンサ７８にチャージされる第1の期間にあるため、僅かな誤差は問題とならない。

以上のように、実施の形態１の相補信号発生回路１によれば、出力される相補信号の一方の立ち上りと他方の立ち下り、或いは一方の立ち下りと他方の立ち上りのどちらかの反転タイミングを揃えることができるので、容量とスイッチを用いてボルテージフォロアのオフセットをキャンセルするオフセットキャンセル回路のスイッチ切替え信号に用いて好適な相補信号を提供することができる。

実施の形態２．
図３は、本発明に基づく実施の形態２の相補信号発生回路２１の構成を示す回路図である。

同図に示すように、相補信号発生回路２１の入力部３１は、インピーダンス変換を兼ねたインバータ２２，２４の各入力部に接続され、インバータ２２の出力部はインバータ２３の入力部に接続されている。インバータ２３の出力部は、並列接続されたＰチャンネル型とＮチャンネル型の一対のＦＥＴで構成されアナログスイッチ２７，２９の各一方の接続端子に接続され、インバータ２４の出力部は同じく並列接続されたＰチャンネル型とＮチャンネル型の一対のＦＥＴで構成されたアナログスイッチ２８，３０の各一方の接続端子に接続されている。

アナログスイッチ２７，２９の各他方の接続端子は共に相補信号発生回路２１の正相信号出力部３２に接続され、アナログスイッチ２８，３０の各他方の接続端子は共に相補信号発生回路２１の逆相信号出力部３３に接続されている。相補信号発生回路２１の第１スイッチ信号入力部３４は、アナログスイッチ２７及び２８のＮチャンネル型ＦＥＴの各ゲートに接続されると共に、インバータ２５を介してアナログスイッチ２７及び２８のＰチャンネル型ＦＥＴの各ゲートに接続されている。そして相補信号発生回路２１の第２スイッチ信号入力部３５は、アナログスイッチ２９及び３０のＮチャンネル型ＦＥＴの各ゲートに接続されると共に、インバータ２６を介してアナログスイッチ２９及び３０のＰチャンネル型ＦＥＴの各ゲートに接続されている。尚、アナログスイッチ２９及び３０が第２の接続手段に相当する。

以上の構成による相補信号発生回路２１の動作を説明する前に、この相補信号発生回路２１の入力部３１に入力する入力信号Ｓ_１、第１スイッチ信号入力部３４に入力する第１スイッチ信号Ｓ_５及び第２スイッチ信号入力部３５に入力する第２スイッチ信号Ｓ_６について説明する。図５は、これらの信号を生成する信号生成回路５１の回路図であり、図６は、この信号生成回路５１の各部における信号波形を示す信号波形図である。

図５に示すように、信号生成回路５１の入力部５２は、ＮＯＲ回路６１の一方の入力端子に接続され、更に遅延回路５３を介して信号生成回路５１の出力部５４に接続されると共に、インバータ５５を介してＮＯＲ回路６０の一方の入力端子に接続されている。ＮＯＲ回路６０の出力端子は、信号生成回路５１の出力部６２に接続されると共に、２つの遅延回路５８，５９を介してＮＯＲ回路６１の他方の入力端子に接続され、ＮＯＲ回路６１の出力端子は、信号生成回路５１の出力部６３に接続されると共に、２つの遅延回路５６，５７を介してＮＯＲ回路６０の他方の入力端子に接続されている。尚、各遅延回路５３，５６，５７，５８，５９は、共に信号遅延時間Ｔｄだけ信号遅延するものとする。

以上の構成において、入力部５２には、図６の波形図に示すように、例えば矩形信号Ｓ_０が印加される。このとき、出力部５４からは、矩形信号Ｓ_０に対して遅延回路５３によって遅延時間Ｔｄだけ遅延した信号で、前記した図３の相補信号発生回路２１の入力部３１に入力する入力信号Ｓ_１が出力される。

時刻ｔ_５０における矩形信号Ｓ_０の立ち上りで、その反転信号Ｓ_１０及び出力部６３から出力され、前記した図３の相補信号発生回路２１の第２スイッチ信号入力部３５に入力する第２スイッチ信号Ｓ_６は共に立ち下る。第２スイッチ信号Ｓ_６の遅延信号Ｓ_１１は、時刻５０から２・Ｔｄだけ遅れた時刻ｔ５１に立ち下り、これによって、出力部６２から出力され、前記した図３の相補信号発生回路２１の第１スイッチ信号入力部３４に入力する第１スイッチ信号Ｓ_５が立ち上る。

時刻ｔ_５２に矩形信号Ｓ_０が立ち下ると、その反転信号Ｓ_１０が立ち上るため、第１スイッチ信号Ｓ_５が立ち下る。この第１スイッチ信号Ｓ_５の遅延信号Ｓ_１２は、時刻ｔ_５２から２・Ｔｄだけ遅れた時刻ｔ_５３に立ち下り、これによって第２スイッチ信号Ｓ_６が再び立ち上る。その後、時刻ｔ_５４に矩形信号Ｓ_０が立ち上り、これによって第２のスイッチ信号Ｓ_６は立ち下る。

以上のようにして、矩形信号Ｓ_０のレベル変化に同期した入力信号Ｓ_１、第１スイッチ信号Ｓ_５、及び第２スイッチ信号Ｓ_６のレベル変化が繰り返される。結局、第１スイッチ信号Ｓ_５は、入力信号Ｓ_１の立ち上りから遅延時間Ｔｄ後に立ち上ると共に、入力信号Ｓ_１の立ち下り前に遅延時間Ｔｄだけ先行して立ち下る信号波形を有し、一方第２スイッチ信号Ｓ_６は、入力信号Ｓ_１の立ち下りから遅延時間Ｔｄ後に立ち上ると共に、入力信号Ｓ_１の立ち上り前に遅延時間Ｔｄだけ先行して立ち下る信号波形を有する。尚、この入力信号Ｓ_１及び第１スイッチ信号Ｓ_５は、前記した図１で説明した入力信号Ｓ_１及びスイッチ信号Ｓ_５に相当する。

以上のようにして形成される入力信号Ｓ_１、第１スイッチ信号Ｓ_５、及び第２スイッチ信号Ｓ_６を入力する相補信号発生回路２１（図３）の動作について、その各部における信号波形を示す図４のタイミングチャートを参照しながら、以下に説明する。

尚、説明の簡単のため、各素子は、信号反転に同程度の遷移時間を有し、更に、入力の閾値電圧が、相補信号発生回路２１の電源電圧Ｖｃの５０パーセント程度とする。

図４のタイミングチャートに示すように、時刻ｔ_２０の初期状態において、入力信号Ｓ_１、第１スイッチ信号Ｓ_５及び第２スイッチ信号Ｓ_６は共に“Ｌ”レベルであり、アナログスイッチ２７，２８，２９，３０は、各々の接続端子間が非導電状態となってオフ状態となっている。また、入力信号Ｓ_１が“Ｌ”レベルであるため、インバータ出力信号Ｓ_１５，Ｓ_１６が共に“Ｈ”レベル、インバータ出力Ｓ_１７が“Ｌ”レベルとなっている。

このとき、正相出力端子３２及び逆相出力端子３３は、共にフローティング状態であるが、後述するフローティング状態になる前の状態、即ち正相出力信号Ｓ_１８が“Ｌ”レベル状態を、また逆相出力信号Ｓ_１９が“Ｈ”レベル状態をそれぞれ維持している。

その後、時刻ｔ_２１に入力信号Ｓ_１が立ち上ると、遅延時間Ｔ_１後の時刻ｔ_２２にインバータ出力信号Ｓ_１５、Ｓ_１６が共に立ち下り、この時刻ｔ_２２から更に遅延時間Ｔ_１だけ遅延した時刻ｔ_２３にインバータ出力信号Ｓ_１７が立ち上る。そして、インバータ出力信号Ｓ_１６が“Ｌ”レベルに、且つインバータ出力信号Ｓ_１７が“Ｈ”レベルに至った後の時刻ｔ_２４に、入力信号Ｓ_１から所定の遅延時間Ｔｄだけ遅れて第１スイッチ信号Ｓ_５が立ち上る。従って、この時刻ｔ_２４から遅延時間Ｔ_１後の時刻ｔ_２５に、アナログスイッチ２７，２８のＮチャンネル型ＦＥＴが同時にターンオンし、更に続いて、Ｐチャンネル型ＦＥＴがターンオンする。このとき、アナログスイッチ２７，２８は、各々の接続端子間を導電状態とするオン状態となる。

従って、正相出力信号Ｓ_１８及び逆相出力信号Ｓ_１９は、アナログスイッチ２７，２８のＮチャンネル型ＦＥＴのターンオンに伴って、それぞれ同時に“Ｈ”及び“Ｌ”の各レベルに反転する。

その後、時刻ｔ_３１での入力信号Ｓ_１の立ち下りに先行する時刻ｔ_３０に、スイッチ信号Ｓ_５が立ち下ると、各アナログスイッチ２７，２８は共に再びオフ状態となって、正相出力端子１２及び逆相出力端子１３はフローティング状態となるが、正相出力信号Ｓ_１８及び逆相出力信号Ｓ_１９は、それぞれ“Ｈ”及び“Ｌ”レベル状態を維持する。

そして、時刻ｔ_３１に入力信号Ｓ_１が立ち下ると、遅延時間Ｔ_１後の時刻ｔ_３２にインバータ出力信号Ｓ_１５、Ｓ_１６が共に立ち上り、この時刻ｔ_３２から更に遅延時間Ｔ_１だけ遅延した時刻ｔ_３３にインバータ出力信号Ｓ_１７が立ち下る。そして、インバータ出力信号Ｓ_１６が“Ｈ”レベルに、且つインバータ出力信号Ｓ_１７が“Ｌ”レベルに至った後の時刻ｔ_３４に、入力信号Ｓ_１の立ち下りから所定の遅延時間Ｔｄだけ遅れて第２スイッチ信号Ｓ_６が立ち上る。従って、この時刻ｔ_３４から遅延時間Ｔ_１後の時刻ｔ_３５に、アナログスイッチ２９，３０のＮチャンネル型ＦＥＴが同時にターンオンし、更に続いて、Ｐチャンネル型ＦＥＴがターンオンする。このとき、アナログスイッチ２９，３０は、各々の接続端子間を導電状態とするオン状態となる。

従って、正相出力信号Ｓ_１８及び逆相出力信号Ｓ_１９は、アナログスイッチ２９，３０のＮチャンネル型ＦＥＴのターンオンに伴って、それぞれ同時に“Ｌ”及び“Ｈ”の各レベルに反転する。その後、時刻ｔ_３６に第２スイッチ信号Ｓ６が、入力信号Ｓ_１の立ち上りに先行して立ち下ると、アナログスイッチ２９，３０は再びオフ状態となり、正相出力端子３２及び逆相出力端子３３は、共にフローティング状態となるが、正相出力信号Ｓ_１８及び逆相出力信号Ｓ_１９は、フローティング状態になる前の状態、即ち
“Ｌ”レベル状態及び“Ｈ”レベル状態をそれぞれ維持する。この状態が前記した時刻ｔ_２０の状態に相当し、以後、入力信号Ｓ_１のレベル変化に応じて同様の動作が繰り返される。

以上の相補信号発生回路２１は、例えば、前記した電圧回路７１(図７)のスイッチ信号供給回路として、同図の相補信号発生回路１に代えて使用され、この場合、正相出力信号Ｓ_６がＳ_１８となり、逆相出力信号Ｓ_７がＳ_１９となる。

以上のように、実施の形態２の相補信号発生回路によれば、出力される相補信号の一方の立ち上りと他方の立ち下り、或いは一方の立ち下りと他方の立ち上りの両方の反転タイミングを揃えることができるので、例えば図７に示すような、複数のスイッチを相補信号によって同時に切替える回路のスイッチ切り替え信号供給回路として用いることにより、常にスイッチの切替えタイミングの揃った回路動作を可能とすることができる。

尚、上記した実施の形態では、スイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴを用いて説明したが、これに限定されるものではなく、双方向へ電流を流せる素子であれば良いなど種々の態様を取りえるものである。

本発明に基づく実施の形態１の相補信号発生回路１の構成を示す回路図である。相補信号発生回路１の各部における信号波形を示すタイミングチャートである。本発明に基づく実施の形態２の相補信号発生回路２１の構成を示す回路図である。相補信号発生回路２１の各部における信号波形を示すタイミングチャートである。入力信号Ｓ_１、第１スイッチ信号Ｓ_５及び第２スイッチ信号Ｓ_６を生成する信号生成回路５１の回路図である。信号生成回路５１の各部における信号波形を示す信号波形図である。相補信号発生回路１が出力する相補信号Ｓ_６，Ｓ_７を、電圧回路７１に用いた場合の回路構成を示す回路図である。電圧回路７１のアナログスイッチ７６の内部構成を示す回路図である。

符号の説明

１相補信号発生回路、２，３，４，５インバータ、６，７アナログスイッチ、８Ｐチャンネル型ＦＥＴ、９Ｎチャンネル型ＦＥＴ、１１入力部、１２正相信号出力部、１３逆相信号出力部、１４スイッチ信号入力部、２１相補信号発生回路、２２，２３，２４，２５，２６インバータ、２７，２８，２９，３０アナログスイッチ、３１入力部、３２正相信号出力部、３３逆相信号出力部、３４第１スイッチ信号入力部、３５第２スイッチ信号入力部、５１信号生成回路、５２入力部、５３，５６，５７，５８，５９遅延回路、５４，６２，６３出力部、６０，６１ＮＯＲ回路、７１電圧回路、７２入力部、７３出力部、７４オペアンプ、７５，７６，７７アナログスイッチ、７８コンデンサ。

Claims

第１の論理値と第２の論理値間で変化する、相補的な正相信号と逆相信号とを出力する相補信号発生回路において、
第１の論理値と第２の論理値間で変化する入力信号に対して、同相の正相中間信号を出力する正相中間信号出力部と逆相の逆相中間信号を出力する逆相中間信号出力部とを有する信号形成部と、
前記入力信号の前記第１の論理値から前記第２の論理値への状態変化から、所定時間遅延して一方の論理値から他方の論理値に状態変化し、前記入力信号の前記第２の論理値から前記第１の論理値への状態変化に対して所定時間先行して前記他方の論理値から前記一方の論理値に状態変化するスイッチング信号を生成するスイッチング信号生成部と、
前記スイッチング信号の、前記一方の論理値から前記他方の論理値への状態変化に応じて、前記正相中間信号出力部と正相信号出力部とを、且つ前記逆相中間信号出力部と逆相信号出力部とを、各々同時に導通し、前記スイッチング信号の前記他方の論理値から前記一方の論理値への状態変化に応じて、前記正相中間信号出力部と前記正相信号出力部との導通、及び前記逆相中間信号出力部と前記逆相信号出力部との導通を解除する第１の接続手段と、
前記入力信号が前記第１の論理値である所定の期間、前記正相信号出力部及び前記逆相信号出力部の各状態を、個々に前記第１の論理値及び第２の論理値とする駆動手段と
を有し、
前記第１の接続手段が、前記正相中間信号出力部と前記正相信号出力部との間にソース、ドレインが接続されたＦＥＴと、前記逆相中間信号出力部と前記逆相信号出力部との間にソース、ドレインが接続されたＦＥＴとを備え、各ＦＥＴがゲートに入力する前記スイッチ信号に基づいて同時に制御される
ことを特徴とする相補信号発生回路。
第１の論理値と第２の論理値間で変化する、相補的な正相信号と逆相信号とを出力する相補信号発生回路において、
第１の論理値と第２の論理値間で変化する入力信号に対して、同相の正相中間信号を出力する正相中間信号出力部と逆相の逆相中間信号を出力する逆相中間信号出力部とを有する信号形成部と、
前記入力信号の前記第１の論理値から前記第２の論理値への状態変化から、所定時間遅延して一方の論理値から他方の論理値に状態変化し、前記入力信号の前記第２の論理値から前記第１の論理値への状態変化に対して所定時間先行して前記他方の論理値から前記一方の論理値に状態変化する第１のスイッチング信号と、前記入力信号の前記第２の論理値から前記第１の論理値への状態変化から、所定時間遅延して一方の論理値から他方の論理値に状態変化し、前記入力信号の前記第１の論理値から前記第２の論理値への状態変化に対して所定時間先行して前記他方の論理値から前記一方の論理値に状態変化する第２のスイッチング信号とを生成するスイッチング信号生成部と、
前記第１のスイッチング信号の、前記一方の論理値から前記他方の論理値への状態変化に応じて、前記正相中間信号出力部と正相信号出力部とを、且つ前記逆相中間信号出力部と逆相信号出力部とを、各々同時に導通し、前記第１のスイッチング信号の前記他方の論理値から前記一方の論理値への状態変化に応じて、前記正相中間信号出力部と前記正相信号出力部との導通及び前記逆相中間信号出力部と前記逆相信号出力部との導通を共に解除する第１の接続手段と、
前記第２のスイッチング信号の、前記一方の論理値から前記他方の論理値への状態変化に応じて、前記正相中間信号出力部と正相信号出力部とを、且つ前記逆相中間信号出力部と逆相信号出力部とを、各々同時に導通し、前記第２のスイッチング信号の前記他方の論理値から前記一方の論理値への状態変化に応じて、前記正相中間信号出力部と前記正相信号出力部との導通及び前記逆相中間信号出力部と前記逆相信号出力部との導通を共に解除する第２の接続手段と
を有し、
前記第１及び第２の接続手段が、それぞれ前記正相中間信号出力部と前記正相信号出力部との間にソース、ドレインが接続されたＦＥＴと、前記逆相中間信号出力部と前記逆相信号出力部との間にソース、ドレインが接続されたＦＥＴとを備え、前記第１の接続手段の各ＦＥＴがゲートに入力する前記第１のスイッチ信号に基づいて同時に制御され、且つ前記第２の接続手段の各ＦＥＴがゲートに入力する前記第２のスイッチ信号に基づいて同時に制御される
ことを特徴とする相補信号発生回路。
前記第１の論理値が“Ｌ”レベルに相当し、前記第２の論理値が“Ｈ”レベルに相当することを特徴とする請求項１又は２に記載の相補信号発生回路。
前記第１と第２の接続手段が、一対の、並列接続されたＰチャンネル型ＦＥＴとＮチャンネル型ＦＥＴとで構成されたアナログスイッチを有することを特徴とする請求項２記載の相補信号発生回路。