JPH07120934B2 - Bidirectional switch - Google Patents
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- JPH07120934B2 JPH07120934B2 JP18143385A JP18143385A JPH07120934B2 JP H07120934 B2 JPH07120934 B2 JP H07120934B2 JP 18143385 A JP18143385 A JP 18143385A JP 18143385 A JP18143385 A JP 18143385A JP H07120934 B2 JPH07120934 B2 JP H07120934B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、時分割交換機の加入者回路装置等に用いられ
る双方向性スイッチに関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a bidirectional switch used in a subscriber circuit device or the like of a time division switch.
(従来の技術) 従来、このような分野の技術として、加入者回路装置に
用いられるPNPNスイッチ(サイリスタ)からなる双方向
性スイッチがある。以下、その構成を図を用いて説明す
る。(Prior Art) Conventionally, as a technology in such a field, there is a bidirectional switch including a PNPN switch (thyristor) used in a subscriber circuit device. The configuration will be described below with reference to the drawings.
第2図は従来の双方向性スイッチを含む加入者回路装置
の一構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a subscriber circuit device including a conventional bidirectional switch.
第2図において、1は加入者の電話機で、この電話機1
は伝送線路2,3及び双方向性スイッチ(これを分離スイ
ッチともいう)4を介して給電回路5に接続されてい
る。双方向スイッチ4は、伝送線路2,3と給電回路5と
の間を入,切するもので、伝送線路2,3側に接続される
端子11,12の給電回路5側に接続される端子13,14とを具
えている。端子11,13間には1対のPNPNスイッチ15,16が
逆並列に接続されると共に、端子12,14間にも1対のPNP
Nスイッチ17,18が逆並列に接続されている。In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a subscriber's telephone, which is the telephone 1
Is connected to a power supply circuit 5 via transmission lines 2 and 3 and a bidirectional switch (also referred to as a separation switch) 4. The bidirectional switch 4 turns on / off between the transmission lines 2 and 3 and the feeding circuit 5, and is a terminal connected to the feeding circuit 5 side of the terminals 11 and 12 connected to the transmission lines 2 and 3 side. It has 13,14 and. A pair of PNPN switches 15 and 16 are connected in anti-parallel between terminals 11 and 13, and a pair of PNP switches is also connected between terminals 12 and 14.
N switches 17 and 18 are connected in antiparallel.
給電回路5は、第2図に示す閉回路に通話用電力を供給
する。双方向性スイッチ4では、通常時、PNPNスイッチ
15,18がオンとなっており、電話機1から給電回路5を
介して他の電話機(図示せず)との通話が行われるが、
伝送線路2,3等に故障が発生した場合等には、各PNPNス
イッチ15〜18をオフとし、電話機1と給電回路5との接
続を切離し、故障箇所を調べ、修理が行われる。The power supply circuit 5 supplies power for communication to the closed circuit shown in FIG. In the bidirectional switch 4, normally, the PNPN switch
15,18 is turned on, and a call is made from the telephone 1 to another telephone (not shown) via the power feeding circuit 5,
When a failure occurs in the transmission lines 2 and 3, etc., the PNPN switches 15 to 18 are turned off, the telephone 1 and the power feeding circuit 5 are disconnected, the failure location is investigated, and repair is performed.
このような加入者回路装置では、通常の通話時には図中
Aで示す方向、即ち給電回路5、PNPNスイッチ15、伝送
線路2、電話機1、伝送線路3、PNPNスイッチ18、給電
回路5に、通話用電力と音声信号からなるループ電流が
流れる。In such a subscriber circuit device, during a normal call, a call is made to the direction indicated by A in the figure, that is, to the power feeding circuit 5, the PNPN switch 15, the transmission line 2, the telephone 1, the transmission line 3, the PNPN switch 18, and the power feeding circuit 5. A loop current consisting of power for use and audio signals flows.
ところで、伝送線路2,3はマンホール等の共用溝に設置
されることが多く、この場合、隣接して敷設された電力
線等の影響で交流誘導を受けることがある。該伝送線路
2,3にこの交流誘導電流が前述したループ電流より大き
く重畳されると、通話電流が反転し、PNPNスイッチ15,1
8がカットオフするが、それと同時にPNPNスイッチ16,17
が導通するので、第2図の方向Bへ電流が流れ、通話が
保持される。By the way, the transmission lines 2 and 3 are often installed in a common groove such as a manhole, and in this case, they may be subjected to AC induction due to the influence of the power lines or the like laid adjacent to each other. The transmission line
When this AC induced current is superposed on 2, 3 more than the loop current described above, the call current is reversed and the PNPN switch 15, 1
8 cut off, but at the same time PNPN switch 16,17
Is conducted, a current flows in the direction B in FIG. 2 and the call is held.
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記構成の双方向性スイッチ4では、そ
の電流・電圧特性曲線が第3図のような曲線A1であるた
め、PNPNスイッチ15,18からPNPNスイッチ16,17へ動作が
移行するとき、交流誘導入力信号B1が歪みを受けて出力
信号C1となる。そのため、その出力信号C1に音声信号が
重畳されたとき、信号歪みが発生してS/N比(信号対雑
比)が大幅に劣化し、通話品質が著しく損なわれるとい
う問題点があった。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the bidirectional switch 4 having the above-described configuration, the current / voltage characteristic curve is the curve A1 as shown in FIG. 3, and therefore the PNPN switches 15 and 18 to the PNPN switch 16 are used. When the operation shifts to 17, the AC induction input signal B1 is distorted and becomes the output signal C1. Therefore, when a voice signal is superimposed on the output signal C1, signal distortion occurs and the S / N ratio (signal to cross ratio) is significantly deteriorated, which causes a problem that the call quality is significantly deteriorated.
本発明は、前記従来技術が持っていた問題点として、加
入者側電話機への給電電流を越える大振幅の交流誘導電
流が重畳されたときに非線形歪みが発生し、S/N特性が
劣化するという点について解決した双方向性スイッチを
提供するものである。The present invention has a problem that the above-mentioned conventional technique has a problem that nonlinear distortion occurs when a large-amplitude AC induction current exceeding the power supply current to the subscriber's telephone is superimposed, and the S / N characteristic deteriorates. This is to provide a bidirectional switch that solves the above problem.
(問題点を解決するための手段) 本発明は、前記問題を解決するために、第1の端子と第
2の端子との間を導通させる双方向性スイッチにおい
て、フォース電流源に接続された第1のノードと、シン
ク電流源に接続された第2のノードと、第1の直列接続
点に接続されたソース、前記第1の端子に接続されたド
レイン、前記第1のノードに接続されたゲート、および
該第1の直列接続点に接続されたバックゲートを有する
第1のNチャンネルMOSトランジスタ(以下、NMOSとい
う)と、前記第1の直列接続点に接続されたソース、前
記第2の端子に接続されたドレイン、前記第1のノード
に接続されたゲート、および前記第1の直列接続点に接
続されたバックゲートを有する第2のNMOSと、第2の直
列接続点に接続されたソース、前記第1の端子に接続さ
れたドレイン、前記第2のノードに接続されたゲート、
および該第2の直列接続点に接続されたバックゲートを
有する第1のPチャンネルMOSトランジスタ(以下、PMO
Sという)と、前記第2の直列接続点に接続されたソー
ス、前記第2の端子に接続されたドレイン、前記第2の
ノードに接続されたゲート、および前記第2の直列接続
点に接続されたバックゲートを有する第2のPMOSとを、
備えている。(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention is a bidirectional switch that conducts between a first terminal and a second terminal, which is connected to a force current source. A first node, a second node connected to the sink current source, a source connected to the first series connection point, a drain connected to the first terminal, and a drain connected to the first node A first N-channel MOS transistor (hereinafter referred to as NMOS) having a gate and a back gate connected to the first series connection point, a source connected to the first series connection point, and the second A second NMOS having a drain connected to the terminal, a gate connected to the first node, and a back gate connected to the first series connection point, and a second series connection point Source, the first terminal Connected drains, the second node connected to a gate,
And a first P-channel MOS transistor (hereinafter referred to as PMO) having a back gate connected to the second series connection point.
S), a source connected to the second series connection point, a drain connected to the second terminal, a gate connected to the second node, and a second series connection point. A second PMOS having a back gate formed by:
I have it.
さらに、前記第1のノードと前記第1の端子との間に接
続され、前記フォース電流源から前記第1の端子へ流れ
る電流に基づき前記第1のNMOSのゲートとドレインとの
間に所定のバイアス電圧を発生させる第1のバイアス回
路と、前記第1のノードと前記第2の端子との間に接続
され、前記フォース電流源から前記第2の端子へ流れる
電流に基づき前記第2のNMOSのゲートとドレインとの間
に所定のバイアス電圧を発生させる第2のバイアス回路
と、前記第1の端子と前記第2のノードとの間に接続さ
れ、前記第1の端子から前記シンク電流源へ流れる電流
に基づき前記第1のPMOSのドレインとゲートとの間に所
定のバイアス電圧を発生させる第3のバイアス回路と、
前記第2の端子と前記第2のノードとの間に接続され、
前記第2の端子から前記シンク電流源へ流れる電流に基
づき前記第2のPMOSのドレインとゲートとの間に所定の
バイアス電圧を発生させる第4のバイアス回路とが、設
けられている。Further, a predetermined voltage is connected between the gate and the drain of the first NMOS based on the current flowing from the force current source to the first terminal, which is connected between the first node and the first terminal. A first bias circuit that generates a bias voltage, and the second NMOS connected to the first node and the second terminal based on a current flowing from the force current source to the second terminal. A second bias circuit for generating a predetermined bias voltage between a gate and a drain of the first bias circuit, and a second bias circuit connected between the first terminal and the second node, and the sink current source is connected from the first terminal. A third bias circuit for generating a predetermined bias voltage between the drain and the gate of the first PMOS based on a current flowing to
Connected between the second terminal and the second node,
A fourth bias circuit for generating a predetermined bias voltage between the drain and the gate of the second PMOS based on the current flowing from the second terminal to the sink current source is provided.
例えば、前記第1および第2のバイアス回路の各々は、
前記フォース電流源に対して順方向のダイオードの抵抗
との直列回路で構成され、さらに、前記第3および第4
のバイアス回路の各々は、前記シンク電流源に対して順
方向のダイオードと抵抗との直列回路で構成されてい
る。For example, each of the first and second bias circuits is
A series circuit of a diode resistance in the forward direction with respect to the force current source, and the third and fourth circuits.
Each of the bias circuits is composed of a series circuit of a diode and a resistor in the forward direction with respect to the sink current source.
(作 用) 本発明は、以上のように双方向性スイッチを構成したの
で、第1,第2,第3,第4のバイアス回路は、第1と第2の
端子の電位の大小にかかわらず、第1および第2のNMOS
と第1および第2のPMOSとのいずれか、または両者をオ
ン状態にするようにそれらにバイアス電圧を印加して第
1と第2の端子間をオン状態にする。これらの第1,第2
のNMOSおよび第1,第2のPMOSは、その電流・電圧特性が
直線的であるため、第1または第2の端子に入力される
信号は歪みを受けることなく、第2または第1の端子か
ら出力される。従って、前記問題点を除去できるのであ
る。(Operation) In the present invention, since the bidirectional switch is configured as described above, the first, second, third and fourth bias circuits are independent of the magnitudes of the potentials of the first and second terminals. First and second NMOS
A bias voltage is applied to either of the first and second PMOSs or both of them to turn them on so that the first and second terminals are turned on. These first and second
Since the current and voltage characteristics of the NMOS and the first and second PMOSs are linear, the signal input to the first or second terminal is not distorted and the second or first terminal is not affected. Is output from. Therefore, the above problems can be eliminated.
(実施例) 第1図は、本発明の実施例を示す双方向性スイッチの回
路図である。(Embodiment) FIG. 1 is a circuit diagram of a bidirectional switch showing an embodiment of the present invention.
この双方向スイッチは、第2図の伝送線路2または3に
接続される第1の端子21と、第2図の給電回路5に接続
される第2の端子22とを具えている。This bidirectional switch comprises a first terminal 21 connected to the transmission line 2 or 3 of FIG. 2 and a second terminal 22 connected to the feeding circuit 5 of FIG.
第1と第2の端子21,22間には、直列接続された第1お
よび第2のNMOS23,24と、直列接続された第1および第
2のPMOS25,26とが、並列に接続されている。各MOS23〜
26のゲート・ドレイン間には、第1,第2,第3,第4のバイ
アス回路27,28,29,30がそれぞれ接続されている。さら
に、第1および第2のバイアス回路27,28にはそれに一
定電流を供給するフォース電流源31が、また第3および
第4のバイアス回路29,30にはそのバイアス回路29,30か
ら一定電流を引き込むシンク電流源32が、それぞれ接続
されている。以下、接続状態をさらに説明する。Between the first and second terminals 21 and 22, the first and second NMOSs 23 and 24 connected in series and the first and second PMOSs 25 and 26 connected in series are connected in parallel. There is. Each MOS23〜
First, second, third, and fourth bias circuits 27, 28, 29, and 30 are connected between the gate and drain of 26, respectively. Further, the first and second bias circuits 27 and 28 are provided with a force current source 31 which supplies a constant current thereto, and the third and fourth bias circuits 29 and 30 are provided with a constant current from the bias circuits 29 and 30. A sink current source 32 that draws in each is connected. The connection state will be further described below.
NMOS23,24およびPMOS25,26は、直線的な電流・電圧特性
を有するトランジスタで、そのドレイン・ソース間およ
びドレイン・ゲート間の耐圧が、例えば500〜600V程度
である。The NMOSs 23 and 24 and the PMOSs 25 and 26 are transistors having a linear current-voltage characteristic, and their breakdown voltages between the drain and the source and between the drain and the gate are, for example, about 500 to 600V.
第1のNMOS23は、そのドレインが第1の端子21に、その
ソースが自己のバックゲートと第1の直列接続点に、そ
のゲートが第1のノードを介してフォース電流源31にそ
れぞれ接続されている。第2のNMOS24は、そのソースが
自己のバックゲートと第1の直列接続点を介して第1の
NMOS23のソースとに、そのドレインが第2の端子22に、
そのゲートが第1のノードを介してフォース電流源31に
それぞれ接続されている。第1のPMOS25は、そのドレイ
ンが第1の端子21に、そのソースが自己のバックゲート
の第2の直列接続点に、そのゲートが第2のノードを介
してシンク電流源32にそれぞれ接続されている。第2の
PMOS26は、そのソースが自己のバックゲートと第2の直
列接続点を介して第1のPMOS25のソースとに、そのドレ
インが第2の端子に、そのゲートが、第2のノードを介
してシンク電流源32にそれぞれ接続されている。The first NMOS 23 has its drain connected to the first terminal 21, its source connected to its own back gate and a first series connection point, and its gate connected to the force current source 31 via the first node. ing. The second NMOS 24 has its source connected to the first back gate and its first series connection point via the first series connection point.
The source of the NMOS23, its drain to the second terminal 22,
The gates thereof are respectively connected to the force current source 31 via the first node. The first PMOS 25 has its drain connected to the first terminal 21, its source connected to the second series connection point of its own back gate, and its gate connected to the sink current source 32 via the second node. ing. Second
The PMOS 26 has its source connected to the back gate of itself and the source of the first PMOS 25 via the second series connection point, its drain to the second terminal, and its gate to the sink via the second node. Each is connected to a current source 32.
第1と第2のバイアス回路27,28は、フォース電流源31
から供給される一定電流を電圧に変換する回路であり、
例えばダイオードと5〜10KΩ程度の抵抗との直列回路
で構成されている。The first and second bias circuits 27 and 28 include a force current source 31
It is a circuit that converts a constant current supplied from
For example, it is composed of a series circuit of a diode and a resistance of about 5 to 10 KΩ.
すなわち、第1のバイアス回路27は、第1のNMOS23のゲ
ートに順方向に接続されたダイオードD1と、それと第1
のNMOS23のドレインとの間に接続された抵抗R1とで構成
され、第1のNMOS23のゲート・ドレイン間にバイアス電
圧を印加する。このバイアス電圧は、動作時に、第2の
NMOS24のゲート・ソース間バイアスとなる。第2のバイ
アス回路28は、第2のNMOS24のゲートに接続された順方
向のダイオードD2と、それと第2のNMOS24のドレインと
の間に接続された抵抗R2とで構成され、第2のNMOS24の
ゲート・ドレイン間にバイアス電圧を印加する。このバ
イアス電圧は、動作時に、第1のNMOS23のゲート・ソー
ス間バイアスとなる。That is, the first bias circuit 27 includes the diode D1 connected in the forward direction to the gate of the first NMOS 23 and the diode D1
And a resistor R1 connected to the drain of the first NMOS 23, and applies a bias voltage between the gate and drain of the first NMOS 23. This bias voltage is
It is the gate-source bias of NMOS24. The second bias circuit 28 includes a forward diode D2 connected to the gate of the second NMOS 24 and a resistor R2 connected between the diode D2 and the drain of the second NMOS 24. A bias voltage is applied between the gate and drain of. This bias voltage becomes a gate-source bias of the first NMOS 23 during operation.
また、第3と第4のバイアス回路29,30は、フォース電
流源32へ引込まれる一定電流を電圧に変換する回路であ
り、例えば5〜10K Ω程度の抵抗とダイオードとの直列
回路で構成されている。The third and fourth bias circuits 29 and 30 are circuits that convert a constant current drawn into the force current source 32 into a voltage, and are composed of a series circuit of a resistor of about 5 to 10 KΩ and a diode, for example. Has been done.
すなわち、第3のバイアス回路29は、第1のPMOS25のド
レインに接続された抵抗R3と、それと第1のPMOS25のゲ
ートとの間に順方向に接続されたダイオードD3とで構成
され、第1のPMOS25のドレイン・ゲート間にバイアス電
圧を印加する。このバイアス電圧は、動作時に、第2の
PMOS26のゲート・ソース間バイアスとなる。第4のバイ
アス回路30は、第2のPMOS28のドレインに接続された抵
抗R4と、それと第2のPMOS28のゲートとの間に接続され
たダイオードD4とで構成され、第2のPMOS26のドレイン
・ゲート間にバイアス電圧を印加する。このバイアス電
圧は、動作時に、第1のPMOS25のゲート・ソース間バイ
アスとなる。That is, the third bias circuit 29 is composed of a resistor R3 connected to the drain of the first PMOS 25 and a diode D3 connected in the forward direction between the resistor R3 and the gate of the first PMOS 25. A bias voltage is applied between the drain and gate of PMOS 25 of. This bias voltage is
It serves as the gate-source bias of the PMOS 26. The fourth bias circuit 30 includes a resistor R4 connected to the drain of the second PMOS 28 and a diode D4 connected between the resistor R4 and the gate of the second PMOS 28. A bias voltage is applied between the gates. This bias voltage serves as a gate-source bias of the first PMOS 25 during operation.
なお、ダイオードD1〜D4は、各NMOS23,24,PMOS25,26の
非駆動時において、第1と第2の端子21,22間、および
各端子21,22と各前流源31,32との間の耐圧を確保するた
めのものである。The diodes D1 to D4 are connected between the first and second terminals 21 and 22, and between the terminals 21 and 22 and the upstream sources 31 and 32 when the NMOSs 23 and 24 and the PMOSs 25 and 26 are not driven. This is for ensuring the breakdown voltage between them.
次に、本実施例の動作について説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.
仮に、第1の端子21の電位をV1、第2の端子22の電位を
V2、フォース電流源31の駆動電位をVN、シンク電流源32
の駆動電位をVPとする。通常、VNは+5ボルト程度、VP
は−5ボルト程度に設定され、VN>VPであり、フォース
電流源31とシンク電流源32は同時に駆動される。従っ
て、各電位の大小関係は、次のように分けられる。Assuming that the potential of the first terminal 21 is V1 and the potential of the second terminal 22 is
V2, drive current of force current source 31 is VN, sink current source 32
The drive potential of is VP. Normally, VN is about + 5V, VP
Is set to about −5 V, VN> VP, and the force current source 31 and the sink current source 32 are driven simultaneously. Therefore, the magnitude relation of each potential is divided as follows.
(i) VN>VP≧V1,V2 (ii) V1,V2≧VN>VP (iii) VN>V1,V2>VP 以下、この3通りの場合について動作を説明する。(I) VN> VP ≧ V1, V2 (ii) V1, V2 ≧ VN> VP (iii) VN> V1, V2> VP The operation will be described for these three cases.
(i)の条件の場合 V1>V2のとき、フォース電流源31から第2の端子22に向
って電流が流れ、抵抗R2に発生する電圧が第2のNMOS24
のゲート・ソース間のバイアス電圧となると共に、第1
のNMOS23のゲート・ドレイン間のバイアス電圧となる。
そのため第1と第2のNOMS23,24は導通する。In the case of condition (i) When V1> V2, a current flows from the force current source 31 toward the second terminal 22, and the voltage generated in the resistor R2 is the second NMOS 24.
The bias voltage between the gate and source of the
It becomes the bias voltage between the gate and drain of NMOS23.
Therefore, the first and second NOMS 23, 24 are conducted.
この際、シンク電流源32の電位VPの方が第1と第2の端
子電位V1,V2よりも高いが、ダイオードD3,D4が逆方向に
なっているため、抵抗R3,R4には電流が流れない。その
ため、第1と第2のPMOS25,26にはバイアス電圧が印加
されず、この第1と第2のPMOS25,26は非導通となる。At this time, the potential VP of the sink current source 32 is higher than the first and second terminal potentials V1 and V2, but since the diodes D3 and D4 are in the opposite directions, the current flows through the resistors R3 and R4. Not flowing. Therefore, the bias voltage is not applied to the first and second PMOSs 25 and 26, and the first and second PMOSs 25 and 26 become non-conductive.
また、V2>V1ならば、フォース電流源31から第1の端子
21に向って電流が流れ、抵抗R1に発生する電圧が第1の
NMOS23のゲート・ドレイン間のバイアス電圧となると共
に、第2のNMOS24のゲート・ソース間のバイアス電圧と
なる。そのため、第1と第1のNMOS23,24は、導通す
る。その際、第1と第2のPMOS25,26は、上記と同様の
理由により、非導通となる。Also, if V2> V1, then from the force current source 31 to the first terminal
A current flows toward 21 and the voltage generated in the resistor R1 is the first
It serves as a bias voltage between the gate and drain of the NMOS 23 and a bias voltage between the gate and source of the second NMOS 24. Therefore, the first and second NMOSs 23 and 24 are conductive. At that time, the first and second PMOSs 25 and 26 become non-conductive for the same reason as above.
従って、(i)の条件の場合には、第1と第2の端子電
位V1,V2の大小にかかわらず、第1と第2のNMOS23,24を
介して第1と第2の端子21,22間がオン状態となる。Therefore, under the condition (i), the first and second terminals 21 and 21 are connected via the first and second NMOSs 23 and 24 regardless of the magnitudes of the first and second terminal potentials V1 and V2. Between 22 is turned on.
(ii)の条件の場合 V1>V2ならば、第1の端子電位V1の方がシンク電流源32
の電位VPよりも高いため、第1の端子21から抵抗R3及び
ダイオードD3を介してシンク電流源32に電流が流れる。
そのため、抵抗R3の両端に電圧が発生し、これが第1の
PMOS25のドレイン・ゲート間のバイアス電圧となると共
に、第2のPMOS26のソース・ゲート間のバイアス電圧と
なり、第1と第2のPMOS25,26が導通する。In the case of condition (ii) If V1> V2, the first terminal potential V1 is the sink current source 32.
Since the potential is higher than the potential VP of the first terminal 21, current flows from the first terminal 21 to the sink current source 32 via the resistor R3 and the diode D3.
Therefore, a voltage is generated across the resistor R3, which is the first
It becomes a bias voltage between the drain and gate of the PMOS 25 and a bias voltage between the source and gate of the second PMOS 26, and the first and second PMOSs 25 and 26 become conductive.
その際、フォース電流源31の電位VNは第1と第2の端子
電位V1,V2よりも低く、ダイドードD1,D2が逆方向になっ
ているため、抵抗R1,R2に電流が流れず、これに伴なう
バイアス電圧も発生しないので、第1と第2のNMOS23,2
4は非導通となる。At that time, the potential VN of the force current source 31 is lower than the first and second terminal potentials V1 and V2, and the diode D1 and D2 are in opposite directions, so that no current flows through the resistors R1 and R2. Since the bias voltage associated with is not generated, the first and second NMOS23,2
4 is non-conductive.
またV2>V1ならば、第2の端子電位V2がシンク電流源32
の電位VPよりも高くなるので、第2の端子22から抵抗R4
及びダイオードD4を介してシンク電流源32に電流が流れ
る。そのため、抵抗R4の両端に電圧が発生し、これが第
2のPMOS26のドレイン・ゲート間のバイアス電圧となる
と共に、第1のPMOS25のソース・ゲート間のバイアス電
圧となり、第1と第2のPMOS25,26が導通する。その
際、フォース電流源31の電位は第1と第2の端子電位V
1,V2よりも低いため、上記と同様の理由により、第1、
第2のNMOS23,24は非導通となる。If V2> V1, the second terminal potential V2 is the sink current source 32.
Since it becomes higher than the potential VP of the resistor R4,
A current flows to the sink current source 32 via the diode D4. Therefore, a voltage is generated across the resistor R4, which serves as a bias voltage between the drain and gate of the second PMOS 26 and a bias voltage between the source and gate of the first PMOS 25, and the first and second PMOS 25 , 26 conduct. At this time, the potential of the force current source 31 is the first and second terminal potentials V
It is lower than 1, V2, so for the same reason as above,
The second NMOSs 23 and 24 are non-conductive.
従って、(ii)の条件の場合には、電位V1、V2の大小に
かからず、第1と第2のPMOS25,26を介して第1と第2
の端子21,22間がオン状態となる。Therefore, in the case of the condition (ii), the first and second PMOSs 25 and 26 are used to connect the first and second PMOSs 25 and 26 regardless of the potentials V1 and V2.
The terminals 21 and 22 of are turned on.
(iii)の条件の場合 V1>V2ならば、フォース電流源31から第2の端子22へ向
って電流が流れると共に、第1の端子21からシンク電流
源32に向って電流が流れる。そのため、抵抗R2の両端に
発生するバイアス電圧によって第1と第2のNMOS23,24
が導通すると共に、抵抗R3の両端に発生するバイアス電
圧によって第1と第2のPMOS25,26が導通する。In the case of the condition (iii), if V1> V2, a current flows from the force current source 31 toward the second terminal 22 and a current flows from the first terminal 21 toward the sink current source 32. Therefore, due to the bias voltage generated across the resistor R2, the first and second NMOSs 23, 24
Is conducted, and the first and second PMOSs 25 and 26 are conducted by the bias voltage generated across the resistor R3.
V2>V1ならば、フォース電流源31から第1の端子21へ、
第2の端子22からシンク電流源32へ、それぞれ電流が流
れ、抵抗R1により発生するバイアス電圧で第1と第2の
NMOS23,24が導通すると共に、抵抗R4により発生するバ
イアス電圧で第1と第2のPOMS25,26が導通する。If V2> V1, from the force current source 31 to the first terminal 21,
Currents respectively flow from the second terminal 22 to the sink current source 32, and the bias voltage generated by the resistor R1 causes the first and second currents to flow.
The NMOSs 23 and 24 are rendered conductive, and the first and second POMS 25 and 26 are rendered conductive by the bias voltage generated by the resistor R4.
従って、(iii)の条件の場合には、第1と第2の端子
電位V1,V2の大小にかかわらず、NMOS23,24及びPMOS25,2
6によって第1と第2の端子21,22間がオン状態となる。Therefore, under the condition (iii), the NMOSs 23 and 24 and the PMOSs 25 and 2 are irrespective of the magnitudes of the first and second terminal potentials V1 and V2.
6 turns on between the first and second terminals 21 and 22.
なお、第1と第2の端子21,22間をオフ状態にするに
は、フォース電流源31及びシンク電流源32の駆動を停止
すればよい。It should be noted that the drive of the force current source 31 and the sink current source 32 may be stopped to turn off the first and second terminals 21 and 22.
第4図は、第1図のNMOS23,24及びPMOS25,26の電流・電
圧特性を示すもので、同図に示されるようにその電流・
電圧特性曲線A2は直線となる。そのため、交流誘導電流
B2は歪みを受けずに、出力電流C2として出力される。FIG. 4 shows the current-voltage characteristics of the NMOSs 23 and 24 and the PMOSs 25 and 26 shown in FIG. 1. As shown in FIG.
The voltage characteristic curve A2 becomes a straight line. Therefore, AC induced current
B2 is output as the output current C2 without being distorted.
而して本実施例では、次のような利点を有する。Thus, this embodiment has the following advantages.
NMOS23,24とPMOS25,26とをコンペリメンタリ接続するこ
とによって、第1と第2の端子21,22の電位V1,V2に影響
されず、スイッチ動作を行うことができる。このスイッ
チの電流・電圧特性は直線的であり、しかも第1のNMOS
23およびPMOS25の第2のNMOS24およびPMOS26とを縦続接
続して双方向の耐圧を増すようにしたので、大振幅の交
流誘導電流が入力されても、歪みを受けることなく出力
できる。そのため、この双方向性スイッチを、時分割交
換機における加入者回路装置の分離スイッチに用いれ
ば、S/N特性劣化を皆無とすることができ、従って大振
幅交流誘導耐量を有する全固体化加入者回路装置の実現
が可能となる。By making a complementary connection between the NMOSs 23 and 24 and the PMOSs 25 and 26, the switch operation can be performed without being affected by the potentials V1 and V2 of the first and second terminals 21 and 22. The current-voltage characteristics of this switch are linear, and the first NMOS
23 and the second NMOS 24 and PMOS 26 of the PMOS 25 are connected in cascade to increase the bidirectional withstand voltage, so that even if a large amplitude AC induction current is input, it can be output without distortion. Therefore, if this bidirectional switch is used as a separation switch of a subscriber circuit unit in a time-division switch, it is possible to eliminate S / N characteristic deterioration, and thus, an all solid-state subscriber having a large amplitude AC induction withstand capability. It becomes possible to realize a circuit device.
なお、本実施例による双方向性スイッチは、加入者回路
装置の分離スイッチだけに利用されるものではなく、そ
れ以外にも利用可能である。また、バイアス回路27〜30
は、抵抗R1〜R4及びダイオードD1〜D4以外の回路で構成
することも可能である。It should be noted that the bidirectional switch according to the present embodiment is not limited to being used as the separation switch of the subscriber circuit device, but can be used in other applications. Also, the bias circuits 27-30
Can be composed of circuits other than the resistors R1 to R4 and the diodes D1 to D4.
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明によれば、第1およ
び第2のNMOSを直列接続すると共に、第1および第2の
PMOSを直列接続し、これら両回路を第1と第2の端子間
に並列接続し、第1,第2,第3,第4のバイアス回路で前記
各NMOS,PMOSをそれぞれオン,オフするようにしたの
で、第1と第2の端子電位の影響を受けることなく、直
線的な電流・電圧特性を持ったスイッチ動作を行うこと
ができ、これによって入力信号に対して出力信号の歪み
を除去でき、S/N特性の劣化等を回避できる。(Effect of the Invention) As described in detail above, according to the present invention, the first and second NMOSs are connected in series, and the first and second NMOSs are connected.
PMOSs are connected in series, these circuits are connected in parallel between the first and second terminals, and the first, second, third and fourth bias circuits turn on and off the respective NMOSs and PMOSs. Therefore, it is possible to perform a switch operation having a linear current-voltage characteristic without being affected by the potentials of the first and second terminals, thereby eliminating the distortion of the output signal with respect to the input signal. It is possible to avoid deterioration of S / N characteristics.
第1図は本発明の実施例を示す双方向性スイッチの回路
図、第2図は従来の双方向性スイッチを説明するための
回路図、第3図は第2図の回路の電流・電圧特性図、第
4図は第1図の回路の電流・電圧特性図である。 21,22……第1と第2の端子、23,24……第1と第2のNM
OS、25,26……第1と第2のPMOS、27,28,29,30……第1,
第2,第3,第4のバイアス回路、31……フォース電流源、
32……シンク電流源、D1〜D4……ダイオード、R1〜R4…
…抵抗。FIG. 1 is a circuit diagram of a bidirectional switch showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram for explaining a conventional bidirectional switch, and FIG. 3 is a current / voltage of the circuit of FIG. A characteristic diagram, FIG. 4 is a current / voltage characteristic diagram of the circuit of FIG. 21,22 …… First and second terminals, 23,24 …… First and second NM
OS, 25,26 …… First and second PMOS, 27,28,29,30 …… First,
2nd, 3rd, 4th bias circuit, 31 ... Force current source,
32 …… Sink current source, D1 to D4 …… Diodes, R1 to R4…
…resistance.
Claims (2)
る双方向性スイッチにおいて、 フォース電流源に接続された第1のノードと、 シンク電流源に接続された第2のトードと、 第1の直列接続点に接続されたソース、前記第1の端子
に接続されたドレイン、前記第1のノードに接続された
ゲート、および該第1の直列接続点に接続されたバック
ゲートを有する第1のNチャンネルMOSトランジスタ
と、 前記第1の直列接続点に接続されたソース、前記第2の
端子に接続されたドレイン、前記第1のノードに接続さ
れたゲート、および前記第1の直列接続点に接続された
バックゲートを有する第2のNチャンネルMOSトランジ
スタと、 第2の直列接続点に接続されたソース、前記第1の端子
に接続されたトレイン、前記第2のノードに接続された
ゲート、および該第2の直列接続点に接続されたバック
ゲートを有する第1のPチャンネルMOSトランジスタ
と、 前記第2の直列接続点に接続されたソース、前記第2の
端子に接続されたトレイン、前記第2のノードに接続さ
れたゲート、および前記第2の直列接続点に接続された
バックゲートを有する第2のPチャンネルMOSトランジ
スタと、 前記第1のノードと前記第1の端子との間に接続され、
前記フォース電流源から前記第1の端子へ流れる電流に
基づき前記第1のNチャンネルMOSトランジスタのゲー
トとドレインとの間に所定のバイアス電圧を発生させる
第1のバイアス回路と、 前記第1のノードと前記第2の端子との間に接続され、
前記フォース電流源から前記第2の端子へ流れる電流に
基づき前記第2のNチャンネルMOSトランジスタのゲー
トとドレインとの間に所定のバイアス電圧を発生させる
第2のバイアス回路と、 前記第1の端子と前記第1のノードとの間に接続され、
前記第1の端子から前記シンク電流源へ流れる電流に基
づき前記第1のPチャンネルMOSトランジスタのドレイ
ンとゲートとの間に所定のバイアス電圧を発生させる第
3のバイアス回路と、 前記第2の端子と前記第2のノードとの間に接続され、
前記第2の端子から前記シンク電流源へ流れる電流に基
づき前記第2のPチャンネルMOSトランジスタのドレイ
ンとゲートとの間に所定のバイアス電圧を発生させる第
4のバイアス回路とを、 備えたことを特徴とする双方向性スイッチ。1. A bidirectional switch for electrically connecting a first terminal and a second terminal, wherein a first node connected to a force current source and a second node connected to a sink current source. A source connected to the first series connection point, a drain connected to the first terminal, a gate connected to the first node, and a back gate connected to the first series connection point A first N-channel MOS transistor having a source connected to the first series connection point, a drain connected to the second terminal, a gate connected to the first node, and the first A second N-channel MOS transistor having a back gate connected to the serial connection point of the source, a source connected to the second series connection point, a train connected to the first terminal, and a second node Connected A first P-channel MOS transistor having a gate and a back gate connected to the second series connection point, a source connected to the second series connection point, and a second terminal A second P-channel MOS transistor having a train, a gate connected to the second node, and a back gate connected to the second series connection point; the first node and the first terminal; Connected between
A first bias circuit for generating a predetermined bias voltage between a gate and a drain of the first N-channel MOS transistor based on a current flowing from the force current source to the first terminal; and the first node. And the second terminal,
A second bias circuit for generating a predetermined bias voltage between a gate and a drain of the second N-channel MOS transistor based on a current flowing from the force current source to the second terminal; and the first terminal. Is connected between the first node and the first node,
A third bias circuit for generating a predetermined bias voltage between the drain and the gate of the first P-channel MOS transistor based on the current flowing from the first terminal to the sink current source; and the second terminal. Connected to the second node,
A fourth bias circuit for generating a predetermined bias voltage between the drain and the gate of the second P-channel MOS transistor based on the current flowing from the second terminal to the sink current source. The featured bidirectional switch.
は、前記フォース電流源に対して順方向のダイオードと
抵抗との直列回路で構成し、 前記第3および第4のバイアス回路の各々は、前記シン
ク電流源に対して順方向のダイオードの抵抗との直列回
路で構成したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の双方向性スイッチ。2. Each of the first and second bias circuits comprises a series circuit of a diode and a resistor in a forward direction with respect to the force current source, and each of the third and fourth bias circuits. The bidirectional switch according to claim 1, wherein the bidirectional switch is configured by a series circuit with a diode resistance in a forward direction with respect to the sink current source.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18143385A JPH07120934B2 (en) | 1985-08-19 | 1985-08-19 | Bidirectional switch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18143385A JPH07120934B2 (en) | 1985-08-19 | 1985-08-19 | Bidirectional switch |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6240820A JPS6240820A (en) | 1987-02-21 |
| JPH07120934B2 true JPH07120934B2 (en) | 1995-12-20 |
Family
ID=16100686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18143385A Expired - Lifetime JPH07120934B2 (en) | 1985-08-19 | 1985-08-19 | Bidirectional switch |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07120934B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7498862B2 (en) * | 2005-05-31 | 2009-03-03 | Texas Instruments Incorporated | Switch for handling terminal voltages exceeding control voltage |
| TWI672882B (en) * | 2017-11-24 | 2019-09-21 | 鈺創科技股份有限公司 | Switch circuit applied to a power delivery integrated circuit |
-
1985
- 1985-08-19 JP JP18143385A patent/JPH07120934B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6240820A (en) | 1987-02-21 |
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