(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エミッタフォロア回路と、
このエミッタフォロア回路に定電流を供給する第１の定電流回路と、
この第１の定電流回路をオン／オフすることが可能な第１のスイッチとを備え、
前記エミッタフォロア回路は、ベースが信号入力端子に接続され、コレクタが第１の電源に接続され、エミッタが信号出力端子に接続された第１のトランジスタからなり、
前記第１の定電流回路は、ベースが前記第１のスイッチの出力に接続され、コレクタが前記第１のトランジスタのエミッタに接続された第２のトランジスタと、第１の端子が前記第２のトランジスタのエミッタに接続され、第２の端子が第２の電源に接続された第１の抵抗と、第１の端子が前記第２のトランジスタのコレクタに接続され、第２の端子が前記第２の電源または前記第２のトランジスタのエミッタに接続された第１のリーク電流源とからなり、
前記第１のスイッチは、外部から入力される制御信号に応じて、通常動作時には通常動作電流モードバイアス電圧を選択して出力し、スタンバイ時にはスタンバイ電流モードバイアス電圧を選択して出力することを特徴とする電流切り替え回路。
【請求項２】
請求項１記載の電流切り替え回路において、
さらに、前記第１のトランジスタのエミッタと前記第２のトランジスタのコレクタとの間に直列に挿入されたＮ（Ｎは１以上の整数）個のダイオードを備え、
前記第１のトランジスタのエミッタは、第１の前記ダイオードのアノード及び第１の前記信号出力端子に接続され、第Ｌ（Ｌは１以上の整数で１〜Ｎ−１）の前記ダイオードのカソードは、第（Ｌ＋１）の前記ダイオードのアノードと第（Ｌ＋１）の前記信号出力端子出力とに接続され、第Ｎの前記ダイオードのカソードは、前記第２のトランジスタのコレクタと第（Ｎ＋１）の前記信号出力端子と前記第１のリーク電流源の第１の端子とに接続されることを特徴とする電流切り替え回路。
【請求項３】
請求項１または２記載の電流切り替え回路において、
さらに、前記エミッタフォロア回路の信号出力端子に接続された単相入力電流切り替え論理回路を備え、
前記単相入力電流切り替え論理回路は、前記エミッタフォロア回路の出力を入力とし、一方の電源端子が第３の電源に接続された論理回路部または増幅器と、この論理回路部または増幅器の他方の電源端子と接続され、前記論理回路部または増幅器に定電流を供給する定電流源とからなることを特徴とする電流切り替え回路。
【請求項４】
請求項１または２記載の電流切り替え回路において、
さらに、２つの前記エミッタフォロア回路の信号出力端子に接続された差動入力電流切り替え論理回路を備え、
２つの前記エミッタフォロア回路は、正相信号入力用の第１のエミッタフォロア回路と、逆相信号入力用の第２のエミッタフォロア回路とからなり、
前記第１のスイッチは、その出力を前記第１、第２のエミッタフォロア回路の各々に設けられた前記第２のトランジスタのベースに入力し、
前記差動入力電流切り替え論理回路は、前記第１、第２のエミッタフォロア回路の出力を入力とし、一方の電源端子が第３の電源に接続された論理回路部または増幅器と、この論理回路部または増幅器の他方の電源端子と接続され、前記論理回路部または増幅器に定電流を供給する定電流源とからなることを特徴とする電流切り替え回路。
【請求項５】
請求項３記載の電流切り替え回路において、
前記単相入力電流切り替え論理回路は、前記定電流源の代わりに、前記論理回路部または増幅器に定電流を供給する第２の定電流回路を有すると共に、この第２の定電流回路をオン／オフすることが可能な第２のスイッチを有し、
前記第２の定電流回路は、ベースが前記第２のスイッチの出力に接続され、コレクタが前記論理回路部または増幅器の他方の電源端子に接続された第３のトランジスタと、第１の端子が前記第３のトランジスタのエミッタに接続され、第２の端子が第４の電源に接続された第２の抵抗と、第１の端子が前記第３のトランジスタのコレクタに接続され、第２の端子が前記第４の電源または前記第３のトランジスタのエミッタに接続された第２のリーク電流源とからなり、
前記第２のスイッチは、外部から入力される制御信号に応じて、通常動作時には通常動作電流モードバイアス電圧を選択して出力し、スタンバイ時にはスタンバイ電流モードバイアス電圧を選択して出力することを特徴とする電流切り替え回路。
【請求項６】
請求項４記載の電流切り替え回路において、
前記差動入力電流切り替え論理回路は、前記定電流源の代わりに、前記論理回路部または増幅器に定電流を供給する第２の定電流回路を有すると共に、この第２の定電流回路をオン／オフすることが可能な第２のスイッチを有し、
前記第２の定電流回路は、ベースが前記第２のスイッチの出力に接続され、コレクタが前記論理回路部または増幅器の他方の電源端子に接続された第３のトランジスタと、第１の端子が前記第３のトランジスタのエミッタに接続され、第２の端子が第４の電源に接続された第２の抵抗と、第１の端子が前記第３のトランジスタのコレクタに接続され、第２の端子が前記第４の電源または前記第３のトランジスタのエミッタに接続された第２のリーク電流源とからなり、
前記第２のスイッチは、外部から入力される制御信号に応じて、通常動作時には通常動作電流モードバイアス電圧を選択して出力し、スタンバイ時にはスタンバイ電流モードバイアス電圧を選択して出力することを特徴とする電流切り替え回路。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電流切り替え回路において、
前記リーク電流源は、抵抗、または抵抗とこの抵抗に並列に接続された容量とからなることを特徴とする電流切り替え回路。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電流切り替え回路において、
前記リーク電流源は、ベースに固定のバイアス電圧が印加されたトランジスタと、一端がこのトランジスタのエミッタに接続された抵抗とからなることを特徴とする電流切り替え回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路の電流切り替え回路に関連し、特に回路電流のシャットダウン時における定電流源トランジスタの耐圧確保の技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１１は、従来のレーザドライバ回路の構成例を示すブロック図である。このようなレーザドライバ回路については例えば非特許文献１に開示されている。レーザドライバ回路は、入力バッファ１００と、ＣＰＣ（Crossing Point Control）回路１０１と、プリバッファ１０２と、プリバッファ１０３と、ドライバー回路１０４と、バイアス制御（BIAS Control）回路１０５と、抵抗ＲＩＰ，ＲＩＮとからなる。図１１において、ＩＮ，ＩＮＢは入力端子、ＯＵＴ，ＯＵＴＢは出力端子、ＶＢ１は出力交差点制御（Output Crossing  Control）端子、ＶＢ２は出力交差点基準（Output Crossing Reference）端子、ＶＣ１は変調電流制御（Modulation Current Control）端子、ＶＣ２はバイアス電流制御（Bias Current Control）端子、ＶＤ１，ＶＤ２は電源端子である。
【０００３】
図１１に示したレーザドライバ回路では、入力端子ＩＮ，ＩＮＢに入力された入力信号に応じた変調信号を出力することで、出力端子ＯＵＴとＯＵＴＢとの間に接続された半導体レーザ（不図示）を駆動する。また、バイアス制御回路１０５は、半導体レーザに供給するバイアス電流を制御する。このようなレーザドライバ回路では、レーザ動作と無関係に一定の電流を消費しており、低消費電力化が課題であった。
【０００４】
そこで、よく用いられる方法として、入力バッファ１００やＣＰＣ回路１０１といった各機能ブロックに具備されている定電流回路に電流切り替え回路を設け、スタンバイ時に定電流回路をオフにしてレーザドライバ回路の消費電流をオフにする、いわゆるシャットダウン方法がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＫＧＡ４１８５データシート，ＯＫＩセミコンダクタ株式会社，２００８年１０月１日，＜ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｏｋｉｓｅｍｉ．ｃｏｍ／ｊｐ／ｓｅｍｉｃｏｎ／ｏｐｔｉｃａｌ／ｄｒｉｖｅｒ．ｈｔｍ＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、定電流回路の電流を完全に遮断したり、定電流回路を構成する定電流源トランジスタがオフ状態になるように定電流源トランジスタのベース電圧を低電圧に切り替えたりすると、定電流源トランジスタにかかる電圧が不安定になり、場合によっては耐圧オーバーにより定電流源トランジスタが破損する恐れがあった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、レーザドライバ回路等の半導体集積回路の低消費電力化を実現するためのシャットダウン時において、定電流回路の定電流源トランジスタを破損せずに、安定的にシャットダウンを行うことができる電流切り替え回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電流切り替え回路は、エミッタフォロア回路と、このエミッタフォロア回路に定電流を供給する第１の定電流回路と、この第１の定電流回路をオン／オフすることが可能な第１のスイッチとを備え、前記エミッタフォロア回路は、ベースが信号入力端子に接続され、コレクタが第１の電源に接続され、エミッタが信号出力端子に接続された第１のトランジスタからなり、前記第１の定電流回路は、ベースが前記第１のスイッチの出力に接続され、コレクタが前記第１のトランジスタのエミッタに接続された第２のトランジスタと、第１の端子が前記第２のトランジスタのエミッタに接続され、第２の端子が第２の電源に接続された第１の抵抗と、第１の端子が前記第２のトランジスタのコレクタに接続され、第２の端子が前記第２の電源または前記第２のトランジスタのエミッタに接続された第１のリーク電流源とからなり、前記第１のスイッチは、外部から入力される制御信号に応じて、通常動作時には通常動作電流モードバイアス電圧を選択して出力し、スタンバイ時にはスタンバイ電流モードバイアス電圧を選択して出力することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の電流切り替え回路の１構成例は、さらに、前記第１のトランジスタのエミッタと前記第２のトランジスタのコレクタとの間に直列に挿入されたＮ（Ｎは１以上の整数）個のダイオードを備え、前記第１のトランジスタのエミッタは、第１の前記ダイオードのアノード及び第１の前記信号出力端子に接続され、第Ｌ（Ｌは１以上の整数で１〜Ｎ−１）の前記ダイオードのカソードは、第（Ｌ＋１）の前記ダイオードのアノードと第（Ｌ＋１）の前記信号出力端子出力とに接続され、第Ｎの前記ダイオードのカソードは、前記第２のトランジスタのコレクタと第（Ｎ＋１）の前記信号出力端子と前記第１のリーク電流源の第１の端子とに接続されることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の電流切り替え回路の１構成例は、さらに、前記エミッタフォロア回路の信号出力端子に接続された単相入力電流切り替え論理回路を備え、前記単相入力電流切り替え論理回路は、前記エミッタフォロア回路の出力を入力とし、一方の電源端子が第３の電源に接続された論理回路部または増幅器と、この論理回路部または増幅器の他方の電源端子と接続され、前記論理回路部または増幅器に定電流を供給する定電流源とからなることを特徴とするものである。
また、本発明の電流切り替え回路の１構成例は、さらに、２つの前記エミッタフォロア回路の信号出力端子に接続された差動入力電流切り替え論理回路を備え、２つの前記エミッタフォロア回路は、正相信号入力用の第１のエミッタフォロア回路と、逆相信号入力用の第２のエミッタフォロア回路とからなり、前記第１のスイッチは、その出力を前記第１、第２のエミッタフォロア回路の各々に設けられた前記第２のトランジスタのベースに入力し、前記差動入力電流切り替え論理回路は、前記第１、第２のエミッタフォロア回路の出力を入力とし、一方の電源端子が第３の電源に接続された論理回路部または増幅器と、この論理回路部または増幅器の他方の電源端子と接続され、前記論理回路部または増幅器に定電流を供給する定電流源とからなることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の電流切り替え回路の１構成例において、前記単相入力電流切り替え論理回路は、前記定電流源の代わりに、前記論理回路部または増幅器に定電流を供給する第２の定電流回路を有すると共に、この第２の定電流回路をオン／オフすることが可能な第２のスイッチを有し、前記第２の定電流回路は、ベースが前記第２のスイッチの出力に接続され、コレクタが前記論理回路部または増幅器の他方の電源端子に接続された第３のトランジスタと、第１の端子が前記第３のトランジスタのエミッタに接続され、第２の端子が第４の電源に接続された第２の抵抗と、第１の端子が前記第３のトランジスタのコレクタに接続され、第２の端子が前記第４の電源または前記第３のトランジスタのエミッタに接続された第２のリーク電流源とからなり、前記第２のスイッチは、外部から入力される制御信号に応じて、通常動作時には通常動作電流モードバイアス電圧を選択して出力し、スタンバイ時にはスタンバイ電流モードバイアス電圧を選択して出力することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の電流切り替え回路の１構成例において、前記差動入力電流切り替え論理回路は、前記定電流源の代わりに、前記論理回路部または増幅器に定電流を供給する第２の定電流回路を有すると共に、この第２の定電流回路をオン／オフすることが可能な第２のスイッチを有し、前記第２の定電流回路は、ベースが前記第２のスイッチの出力に接続され、コレクタが前記論理回路部または増幅器の他方の電源端子に接続された第３のトランジスタと、第１の端子が前記第３のトランジスタのエミッタに接続され、第２の端子が第４の電源に接続された第２の抵抗と、第１の端子が前記第３のトランジスタのコレクタに接続され、第２の端子が前記第４の電源または前記第３のトランジスタのエミッタに接続された第２のリーク電流源とからなり、前記第２のスイッチは、外部から入力される制御信号に応じて、通常動作時には通常動作電流モードバイアス電圧を選択して出力し、スタンバイ時にはスタンバイ電流モードバイアス電圧を選択して出力することを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の電流切り替え回路の１構成例において、前記リーク電流源は、抵抗、または抵抗とこの抵抗に並列に接続された容量とからなることを特徴とするものである。
また、本発明の電流切り替え回路の１構成例において、前記リーク電流源は、ベースに固定のバイアス電圧が印加されたトランジスタと、一端がこのトランジスタのエミッタに接続された抵抗とからなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、第１の定電流回路に第１のリーク電流源を設けたことにより、スタンバイ時に第２のトランジスタをオフにしても、第１のリーク電流源を流れるリーク電流のために第２のトランジスタのコレクタ−エミッタ間電圧はある一定値に固定される。したがって、第２のトランジスタの耐圧がこの一定値を満足するように設計すれば、第２のトランジスタを破損せずに、安定的にシャットダウンを行うことができる。本発明では、スタンバイ状態にしたときの消費電力自体は従来よりも若干増えるものの、第１の定電流回路を構成する定電流源トランジスタである第２のトランジスタに加わる電気的ストレスを僅かな部品の付加で軽減することができるため、第２のトランジスタが破壊されたり動作が不安定になったりすることを低コストで防ぐことができる。
【００１５】
また、本発明では、第１のトランジスタのエミッタと第２のトランジスタのコレクタとの間に直列にＮ個のダイオードを挿入することにより、電圧レベルの異なる信号を生成することができる。
【００１６】
また、本発明では、単相入力電流切り替え論理回路に第２の定電流回路を設け、第２の定電流回路に第２のリーク電流源を設けたことにより、第２の定電流回路を構成する定電流源トランジスタである第３のトランジスタを破損せずに、安定的にシャットダウンを行うことができる。
【００１７】
また、本発明では、差動入力電流切り替え論理回路に第２の定電流回路を設け、第２の定電流回路に第２のリーク電流源を設けたことにより、第２の定電流回路を構成する定電流源トランジスタである第３のトランジスタを破損せずに、安定的にシャットダウンを行うことができる。
なお、本発明は、バイポーラトランジスタの代わりにＦＥＴを用いても同様の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電流切り替え回路の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る電流切り替え回路の構成を示す回路図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る電流切り替え回路の構成を示す回路図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る電流切り替え回路の構成を示す回路図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態に係る電流切り替え回路の構成を示す回路図である。
【図６】本発明の第６の実施の形態に係る電流切り替え回路の構成を示す回路図である。
【図７】本発明の第７の実施の形態に係る電流切り替え回路の構成を示す回路図である。
【図８】本発明の第８の実施の形態に係る電流切り替え回路の構成を示す回路図である。
【図９】本発明の第９の実施の形態に係るリーク電流源の構成を示す回路図である。
【図１０】本発明の第１０の実施の形態に係るリーク電流源の構成を示す回路図である。
【図１１】従来のレーザドライバ回路の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る電流切り替え回路の構成を示す回路図である。
本実施の形態の電流切り替え回路は、全体としてエミッタフォロア回路（以下、ＥＦ回路と称す）を構成しており、ベースが信号入力端子ＩＮ１に接続され、コレクタが第１の電源ＶＣＣ１に接続され、エミッタが信号出力端子ＯＵＴ１に接続されたトランジスタＱ１と、コレクタがトランジスタＱ１のエミッタに接続された定電流源トランジスタＱ２と、定電流源トランジスタＱ２のベースに与えるバイアス電圧を切り替えるスイッチＳＷ１と、第１の端子が定電流源トランジスタＱ２のエミッタに接続され、第２の端子が第２の電源ＶＥＥ１に接続された抵抗ＲＳ１と、第１の端子が定電流源トランジスタＱ２のコレクタに接続され、第２の端子が第２の電源ＶＥＥ１に接続されたリーク電流源ＪＲＥＡＫ１とを有する。
【００２０】
定電流源トランジスタＱ２とスイッチＳＷ１と抵抗ＲＳ１とリーク電流源ＪＲＥＡＫ１とは定電流回路を構成している。なお、リーク電流源とは、電流源として働き、かつ定電流回路のリーク電流を流すリークパスとしても働くことを意味している。
本実施の形態では、制御信号ＶＣＯＮＴ１によってスイッチＳＷ１を切り替えることにより、トランジスタＱ１，Ｑ２を流れる電流の大きさを切り替えることができる。
【００２１】
すなわち、通常動作時には、スイッチＳＷ１に通常動作電流モードバイアス電圧ＶＣＳ１側を選択させる。これにより、定電流源トランジスタＱ２のベースに通常動作電流モードバイアス電圧ＶＣＳ１が与えられるので、定電流源トランジスタＱ２がオンとなり、ＶＣＳ１に応じた電流がトランジスタＱ１，Ｑ２を流れる。このとき、信号入力端子ＩＮ１に入力された信号は、信号出力端子ＯＵＴ１から出力される。
【００２２】
一方、スタンバイ時には、制御信号ＶＣＯＮＴ１によってスイッチＳＷ１にスタンバイ電流モードバイアス電圧ＶＯＦＦ１側を選択させる（ＶＣＳ１＞ＶＯＦＦ１）。これにより、定電流源トランジスタＱ２のベースにスタンバイ電流モードバイアス電圧ＶＯＦＦ１が与えられ、定電流源トランジスタＱ２がオフとなるので、トランジスタＱ１，Ｑ２を流れる電流は通常動作時に比べて大幅に減少する。こうして、ＥＦ回路の低消費電力化を実現することができる。
【００２３】
本実施の形態では、ＥＦ回路の定電流回路にリーク電流源ＪＲＥＡＫ１を設けたことにより、スタンバイ時に定電流源トランジスタＱ２をオフにしても、リーク電流源ＪＲＥＡＫ１を流れるリーク電流のために定電流源トランジスタＱ２のコレクタ−エミッタ間電圧はある一定値に固定される。したがって、定電流源トランジスタＱ２の耐圧がこの一定値を満足するように設計すれば、定電流源トランジスタＱ２を破損せずに、安定的にシャットダウンを行うことができる。本実施の形態では、スタンバイ状態にしたときの消費電力自体は従来よりも若干増えるものの、僅かな部品の付加で定電流回路を構成する定電流源トランジスタＱ２に加わる電気的ストレスを軽減することができるため、定電流源トランジスタＱ２が破壊されたり動作が不安定になったりすることを低コストで防ぐことができる。
【００２４】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図２は本発明の第２の実施の形態に係る電流切り替え回路の構成を示す回路図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。
本実施の形態の電流切り替え回路は、トランジスタＱ１，Ｑ２と、スイッチＳＷ１と、抵抗ＲＳ１と、リーク電流源ＪＲＥＡＫ１と、トランジスタＱ１のエミッタと定電流源トランジスタＱ２のコレクタとの間に直列に挿入されたＮ（Ｎは１以上の整数）個のダイオードＤ１〜ＤＮとを有する。
【００２５】
トランジスタＱ１のエミッタは、第１のダイオードＤ１のアノード及び第１の信号出力端子ＯＵＴ１に接続される。第Ｌ（Ｌは１以上の整数で１〜Ｎ−１）のダイオードＤＬのカソードは、第（Ｌ＋１）のダイオードのアノードと第（Ｌ＋１）の信号出力端子出力ＯＵＴ（Ｌ＋１）とに接続される。第ＮのダイオードＤＮのカソードは、定電流源トランジスタＱ２のコレクタと第（Ｎ＋１）の信号出力端子ＯＵＴ（Ｎ＋１）とリーク電流源ＪＲＥＡＫ１の第１の端子とに接続される。
本実施の形態は、しばしば用いられるいわゆるシリーズゲートを用いた論理回路において、電圧レベルの異なる電圧をＥＦ回路で生成する際に用いる。
【００２６】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図３は本発明の第３の実施の形態に係る電流切り替え回路の構成を示す回路図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。
本実施の形態の電流切り替え回路は、第１の実施の形態において、リーク電流源ＪＲＥＡＫ１の代わりに、第１の端子が定電流源トランジスタＱ２のコレクタに接続され、第２の端子が定電流源トランジスタＱ２のエミッタに接続されたリーク電流源ＪＲＥＡＫ１１を設けたものである。本実施の形態の効果は第１の実施の形態と同様である。
【００２７】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図４は本発明の第４の実施の形態に係る電流切り替え回路の構成を示す回路図であり、図１、図２と同一の構成には同一の符号を付してある。
本実施の形態の電流切り替え回路は、第２の実施の形態において、リーク電流源ＪＲＥＡＫ１の代わりに、第１の端子が定電流源トランジスタＱ２のコレクタに接続され、第２の端子が定電流源トランジスタＱ２のエミッタに接続されたリーク電流源ＪＲＥＡＫ１１を設けたものである。本実施の形態の効果は第２の実施の形態と同様である。
【００２８】
［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。図５は本発明の第５の実施の形態に係る電流切り替え回路の構成を示す回路図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。
本実施の形態の電流切り替え回路は、ＥＦ回路の後段に単相入力電流切り替え論理回路１を接続したものである。単相入力電流切り替え論理回路１の信号入力端子ＩＤ１は、ＥＦ回路の信号出力端子ＯＵＴ１と接続されている。
【００２９】
単相入力電流切り替え論理回路１は、ベースが信号入力端子ＩＤ１に接続され、コレクタが信号出力端子ＯＵＴ２Ｐに接続されたトランジスタＱ３と、ベースに基準電圧ＶＲＥＦ１が与えられ、コレクタが信号出力端子ＯＵＴ２Ｎに接続されたトランジスタＱ４と、第１の端子が第３の電源ＶＣＣ２に接続され、第２の端子がトランジスタＱ３のコレクタに接続された負荷抵抗ＲＬＰ１と、第１の端子が第３の電源ＶＣＣ２に接続され、第２の端子がトランジスタＱ４のコレクタに接続された負荷抵抗ＲＬＮ１と、第１の端子がトランジスタＱ３，Ｑ４のコレクタに接続され、第２の端子が第４の電源ＶＥＥ２に接続された定電流源ＪＬ１とから構成される。トランジスタＱ３，Ｑ４と負荷抵抗ＲＬＰ１，ＲＬＮ１とは、論理回路部または増幅器を構成している。論理回路部または増幅器の一方の電源端子（負荷抵抗ＲＬＰ１，ＲＬＮ１の第１の端子）は、第３の電源ＶＣＣ２に接続され、論理回路部または増幅器の他方の電源端子（トランジスタＱ３，Ｑ４のエミッタ）は、定電流源ＪＬ１に接続されている。
【００３０】
単相入力電流切り替え論理回路１は、ＥＦ回路の信号入力端子ＩＮ１に入力され信号出力端子ＯＵＴ１から出力される単相信号を、差動信号に変換すると同時に、論理反転または増幅して差動信号出力端子ＯＵＴ２Ｐ，ＯＵＴ２Ｎから出力するものである。
【００３１】
なお、本実施の形態では、単相入力電流切り替え論理回路１を接続するＥＦ回路として第１の実施の形態に示したものを用いているが、第２〜第４の実施の形態に示したＥＦ回路を用いてもよいことは言うまでもない。
【００３２】
［第６の実施の形態］
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。図６は本発明の第６の実施の形態に係る電流切り替え回路の構成を示す回路図であり、図１と同様の構成には同一の符号を付してある。
本実施の形態の電流切り替え回路は、正相信号入力用の第１のＥＦ回路と、逆相信号入力用の第２のＥＦ回路と、スイッチＳＷ１と、差動入力電流切り替え論理回路２とを有する。
【００３３】
正相信号入力用の第１のＥＦ回路は、ベースが信号入力端子ＩＮ１Ｐに接続され、コレクタが第１の電源ＶＣＣ１に接続され、エミッタが信号出力端子ＯＵＴ１Ｐに接続されたトランジスタＱ１と、コレクタがトランジスタＱ１のエミッタに接続された定電流源トランジスタＱ２と、第１の端子が定電流源トランジスタＱ２のエミッタに接続され、第２の端子が第２の電源ＶＥＥ１に接続された抵抗ＲＳ１と、第１の端子が定電流源トランジスタＱ２のコレクタに接続され、第２の端子が第２の電源ＶＥＥ１に接続されたリーク電流源ＪＲＥＡＫ１とを有する。
【００３４】
逆相信号入力用の第２のＥＦ回路は、ベースが信号入力端子ＩＮ１Ｎに接続され、コレクタが第１の電源ＶＣＣ１に接続され、エミッタが信号出力端子ＯＵＴ１Ｎに接続されたトランジスタＱ５と、コレクタがトランジスタＱ５のエミッタに接続された定電流源トランジスタＱ６と、第１の端子が定電流源トランジスタＱ６のエミッタに接続され、第２の端子が第２の電源ＶＥＥ１に接続された抵抗ＲＳ２と、第１の端子が定電流源トランジスタＱ６のコレクタに接続され、第２の端子が第２の電源ＶＥＥ１に接続されたリーク電流源ＪＲＥＡＫ２とを有する。
【００３５】
本実施の形態では、スイッチＳＷ１の出力が定電流源トランジスタＱ２，Ｑ６のベースに接続されている。スイッチＳＷ１の動作は第１の実施の形態で説明したとおりであり、通常動作時にはスイッチＳＷ１が通常動作電流モードバイアス電圧ＶＣＳ１側を選択することにより、定電流源トランジスタＱ２，Ｑ６がオンとなり、スタンバイ時にはスイッチＳＷ１がスタンバイ電流モードバイアス電圧ＶＯＦＦ１側を選択することにより、定電流源トランジスタＱ２，Ｑ６がオフとなる。
【００３６】
差動入力電流切り替え論理回路２は、ベースが信号入力端子ＩＤ１Ｐに接続され、コレクタが信号出力端子ＯＵＴ２Ｐに接続されたトランジスタＱ３と、ベースが信号入力端子ＩＤＩＮに接続され、コレクタが信号出力端子ＯＵＴ２Ｎに接続されたトランジスタＱ４と、第１の端子が第３の電源ＶＣＣ２に接続され、第２の端子がトランジスタＱ３のコレクタに接続された負荷抵抗ＲＬＰ１と、第１の端子が第３の電源ＶＣＣ２に接続され、第２の端子がトランジスタＱ４のコレクタに接続された負荷抵抗ＲＬＮ１と、第１の端子がトランジスタＱ３，Ｑ４のコレクタに接続され、第２の端子が第４の電源ＶＥＥ２に接続された定電流源ＪＬ１とから構成される。
【００３７】
差動入力電流切り替え論理回路２の差動信号入力端子ＩＤ１Ｐ，ＩＤＩＮは、第１、第２のＥＦ回路の差動信号出力端子ＯＵＴ１Ｐ，ＯＵＴ１Ｎと接続されている。
差動入力電流切り替え論理回路２は、第１、第２のＥＦ回路の差動信号入力端子ＩＮ１Ｐ，ＩＮ１Ｎに入力され差動信号出力端子ＯＵＴ１Ｐ，ＯＵＴ１Ｎから出力される差動信号を、論理反転または増幅して差動信号出力端子ＯＵＴ２Ｐ，ＯＵＴ２Ｎから出力するものである。
【００３８】
本実施の形態では、第１、第２のＥＦ回路の定電流回路にリーク電流源ＪＲＥＡＫ１，ＪＲＥＡＫ２を設けたことにより、定電流源トランジスタＱ２，Ｑ６を破損せずに、安定的にシャットダウンを行うことができる。こうして、本実施の形態では、差動信号を入力とするＥＦ回路において、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
なお、本実施の形態では、差動入力電流切り替え論理回路２を接続する第１、第２のＥＦ回路として第１の実施の形態に示したものを用いているが、第２〜第４の実施の形態に示したＥＦ回路を用いてもよいことは言うまでもない。
【００４０】
［第７の実施の形態］
次に、本発明の第７の実施の形態について説明する。図７は本発明の第７の実施の形態に係る電流切り替え回路の構成を示す回路図であり、図１、図５と同様の構成には同一の符号を付してある。
本実施の形態の電流切り替え回路は、第５の実施の形態において、単相入力電流切り替え論理回路１の代わりに、単相入力電流切り替え論理回路１ａを設けたものである。
【００４１】
単相入力電流切り替え論理回路１ａは、第５の実施の形態の単相入力電流切り替え論理回路１において、定電流源ＪＬ１の代わりに、定電流回路を設けたものである。この定電流回路は、コレクタがトランジスタＱ３，Ｑ４のエミッタに接続された定電流源トランジスタＱ７と、定電流源トランジスタＱ７のベースに与えるバイアス電圧を切り替えるスイッチＳＷ２と、第１の端子が定電流源トランジスタＱ７のエミッタに接続され、第２の端子が第４の電源ＶＥＥ２に接続された抵抗ＲＳ３と、第１の端子が定電流源トランジスタＱ７のコレクタに接続され、第２の端子が第４の電源ＶＥＥ２に接続されたリーク電流源ＪＲＥＡＫ３とから構成される。
【００４２】
ＥＦ回路の動作は第１の実施の形態で説明したとおりである。本実施の形態では、制御信号ＶＣＯＮＴ２によってスイッチＳＷ２を切り替えることにより、トランジスタＱ３，Ｑ４，Ｑ７を流れる電流の大きさを切り替えることができる。
すなわち、通常動作時には、スイッチＳＷ２に通常動作電流モードバイアス電圧ＶＣＳ２側を選択させる。これにより、定電流源トランジスタＱ７のベースに通常動作電流モードバイアス電圧ＶＣＳ２が与えられるので、定電流源トランジスタＱ７がオンとなり、ＶＣＳ２に応じた電流がトランジスタＱ３，Ｑ４，Ｑ７を流れる。
【００４３】
一方、スタンバイ時には、制御信号ＶＣＯＮＴ２によってスイッチＳＷ２にスタンバイ電流モードバイアス電圧ＶＯＦＦ２側を選択させる（ＶＣＳ２＞ＶＯＦＦ２）。これにより、定電流源トランジスタＱ７のベースにスタンバイ電流モードバイアス電圧ＶＯＦＦ２が与えられ、定電流源トランジスタＱ７がオフとなるので、トランジスタＱ３，Ｑ４，Ｑ７を流れる電流は通常動作時に比べて大幅に減少する。こうして、単相入力電流切り替え論理回路１ａの低消費電力化を実現することができる。
【００４４】
本実施の形態では、単相入力電流切り替え論理回路１ａの定電流回路にリーク電流源ＪＲＥＡＫ３を設けたことにより、定電流源トランジスタＱ７を破損せずに、安定的にシャットダウンを行うことができる。
【００４５】
［第８の実施の形態］
次に、本発明の第８の実施の形態について説明する。図８は本発明の第８の実施の形態に係る電流切り替え回路の構成を示す回路図であり、図１、図６と同様の構成には同一の符号を付してある。
本実施の形態の電流切り替え回路は、第６の実施の形態において、差動入力電流切り替え論理回路２の代わりに、差動入力電流切り替え論理回路２ａを設けたものである。
【００４６】
差動入力電流切り替え論理回路２ａは、第６の実施の形態の差動入力電流切り替え論理回路２において、定電流源ＪＬ１の代わりに、定電流回路を設けたものである。この定電流回路は、第７の実施の形態の単相入力電流切り替え論理回路１ａにおける定電流回路と同じ構成なので、詳細な説明は省略する。本実施の形態では、リーク電流源ＪＲＥＡＫ３を含む定電流回路を設けたことにより、差動入力電流切り替え論理回路２ａの低消費電力化を実現することができると共に、定電流源トランジスタＱ７を破損せずに、安定的にシャットダウンを行うことができる。
なお、第７、第８の実施の形態において、リーク電流源ＪＲＥＡＫ３の第２の端子を定電流源トランジスタＱ７のエミッタに接続するようにしてもよい。
【００４７】
［第９の実施の形態］
次に、本発明の第９の実施の形態について説明する。図９（Ａ）、図９（Ｂ）は本発明の第９の実施の形態に係るリーク電流源の構成を示す回路図である。
本実施の形態は、第１〜第８の実施の形態で用いたリーク電流源ＪＲＥＡＫ１，ＪＲＥＡＫ２，ＪＲＥＡＫ３，ＪＲＥＡＫ１１の具体例を示すものである。
【００４８】
リーク電流源ＪＲＥＡＫ１，ＪＲＥＡＫ２，ＪＲＥＡＫ３，ＪＲＥＡＫ１１は、図９（Ａ）に示すように抵抗ＲＪ１によって構成してもよいし、図９（Ｂ）に示すように抵抗ＲＪ１と容量ＣＪ１とを並列に接続したものによって構成してもよい。図９（Ａ）の例では、抵抗ＲＪ１の一端がリーク電流源の第１の端子となり、抵抗ＲＪ１の他端がリーク電流源の第２の端子となる。図９（Ｂ）の例では、抵抗ＲＪ１と容量ＣＪ１との一方の接続点がリーク電流源の第１の端子となり、他方の接続点がリーク電流源の第２の端子となる。
【００４９】
リーク電流源の抵抗ＲＪ１を流れる電流が、このリーク電流源と接続されている定電流源トランジスタのオン時に流れる電流の１／３以下になるように抵抗ＲＪ１の値を設計すれば、十分な低消費電力化が実現できる。抵抗ＲＪ１を流れる電流の上限をこのように定めた理由（すなわち、抵抗値の下限を定めた理由）は、定電流源トランジスタのオン時に流れる電流の１／３を超える電流を抵抗ＲＪ１に流すと、消費電力削減のために定電流源トランジスタをオフにする効果が薄れてしまうためである。
【００５０】
一方、抵抗ＲＪ１の上限は、定電流源トランジスタのオフ抵抗（ベース−エミッタ間電圧がしきい値電圧以下のときのエミッタ−コレクタ間の抵抗）に対して相対的に決まり、オフ抵抗よりも１桁以上小さな抵抗値となるようにする。その理由は、抵抗ＲＪ１の値が高過ぎると、定電流源トランジスタをオフにしたときに抵抗ＲＪ１側に電気的ストレス（急激な印加電圧の上昇）が十分に分散せず、定電流源トランジスタに耐圧を超えて電圧が印加される恐れがあるためである。
【００５１】
［第１０の実施の形態］
次に、本発明の第１０の実施の形態について説明する。図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は本発明の第１０の実施の形態に係るリーク電流源の構成を示す回路図である。
本実施の形態は、第１〜第８の実施の形態で用いたリーク電流源ＪＲＥＡＫ１，ＪＲＥＡＫ２，ＪＲＥＡＫ３，ＪＲＥＡＫ１１の別の具体例を示すものである。
【００５２】
リーク電流源ＪＲＥＡＫ１，ＪＲＥＡＫ２，ＪＲＥＡＫ３，ＪＲＥＡＫ１１は、図１０（Ａ）に示すように、トランジスタＱＪと、第１の端子がトランジスタＱＪのエミッタに接続された抵抗ＲＪ２とから構成してもよい。トランジスタＱＪのベースには、固定のバイアス電圧が印加される。
【００５３】
また、リーク電流源ＪＲＥＡＫ１，ＪＲＥＡＫ２，ＪＲＥＡＫ３，ＪＲＥＡＫ１１は、図１０（Ｂ）に示すように、トランジスタＱＪと、抵抗ＲＪ２と、第１の端子がトランジスタＱＪのコレクタに接続され、第２の端子が抵抗ＲＪ２の第２の端子に接続された容量ＣＪ２とから構成してもよい。図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）の例では、トランジスタＱＪのコレクタがリーク電流源の第１の端子となり、抵抗ＲＪ２の第２の端子がリーク電流源の第２の端子となる。
【００５４】
本実施の形態においては、リーク電流源のトランジスタＱＪを流れる電流が、このリーク電流源と接続されている定電流源トランジスタのオン時に流れる電流の１／３以下になるように設計すれば、十分な低消費電力化が実現できる。
なお、第１〜第１０の実施の形態では、バイポーラトランジスタを用いて説明したが、各実施の形態においてバイポーラトランジスタの代わりにＦＥＴを用いても同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、半導体集積回路の電流切り替え回路に適用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１，１ａ…単相入力電流切り替え論理回路、２，２ａ…差動入力電流切り替え論理回路、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６，Ｑ７，ＱＪ…トランジスタ、Ｄ１〜ＤＮ…ダイオード、ＲＳ１，ＲＳ２，ＲＳ３，ＲＬＰ１，ＲＬＮ１，ＲＪ１，ＲＪ２…抵抗、ＣＪ１，ＣＪ２…容量、ＳＷ１，ＳＷ２…スイッチ、ＪＲＥＡＫ１，ＪＲＥＡＫ２，ＪＲＥＡＫ３，ＪＲＥＡＫ１１…リーク電流源、ＪＬ１…定電流源。
【図１】
0005336444.tif 000002
【図２】
0005336444.tif 000003
【図３】
0005336444.tif 000004
【図４】
0005336444.tif 000005
【図５】
0005336444.tif 000006
【図６】
0005336444.tif 000007
【図７】
0005336444.tif 000008
【図８】
0005336444.tif 000009
【図９】
0005336444.tif 000010
【図１０】
0005336444.tif 000011
【図１１】
0005336444.tif 000012