JP2000201076A - A/d converter - Google Patents

A/d converter

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JP2000201076A
JP2000201076A JP11000924A JP92499A JP2000201076A JP 2000201076 A JP2000201076 A JP 2000201076A JP 11000924 A JP11000924 A JP 11000924A JP 92499 A JP92499 A JP 92499A JP 2000201076 A JP2000201076 A JP 2000201076A
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Japan
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circuit
mos
current consumption
current
converter
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JP11000924A
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Japanese (ja)
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Shinichiro Fujino
伸一郎 藤野
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Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately control the current consumption of a comparator circuit and the current consumption of a reference voltage generating circuit corresponding to the converting speed of an A/D converter for allowing the A/D converter to operate accurately corresponding to the converting speed with the absolute minimum current consumption. SOLUTION: A current consumption controller 28A is provided with the current control circuits of the chopper comparators of a comparator circuit 21 for upper 4 bits and comparator circuits 22 and 23 for lower 4 bits and the current control circuit of a reference voltage generating circuit 24A. Thus, the chopper comparators and the reference voltage generating circuit 24A can be driven in either a normal operation state or a low current consumption operating state respectively according to the combination of control signals Vc1 and STB and the combination of control signals Vc2 and STB. Thus, the highly precise A/D converting operation can be accurately and efficiently attained in the operating state without any useless power consumption according to the converting speed by selecting the operation mode corresponding to the converting speed of the A/D converter.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はアナログ信号をディ
ジタル信号に変換して出力するADコンバータに関す
る。
The present invention relates to an AD converter for converting an analog signal into a digital signal and outputting the digital signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体プロセスユニットの微細化による
システム・オン・シリコンの流れのもとで、高速のAD
コンバータがLSI(大規模集積回路)に内蔵される傾
向にある。この場合、高速のADコンバータとしては、
変換周波数が数MHzから数10MHzまでのものが多
く、それぞれの使用目的によって変換周波数を異にして
いる。このような高速のADコンバータとしては、入力
されるアナログ信号を並列にnビットのディジタル信号
に変換するフラッシュ型のADコンバータや、上位ビッ
トと下位ビットとの二段階にわけて変換する2ステップ
・フラッシュ型のADコンバータなどが知られている。
2. Description of the Related Art Under a system-on-silicon flow due to miniaturization of semiconductor process units, high-speed AD
Converters tend to be built into LSIs (Large Scale Integrated Circuits). In this case, as a high-speed AD converter,
In many cases, the conversion frequency ranges from several MHz to several tens of MHz, and the conversion frequency differs depending on the purpose of use. Examples of such a high-speed AD converter include a flash AD converter that converts an input analog signal into an n-bit digital signal in parallel, and a two-step AD converter that converts an analog signal into two stages of upper bits and lower bits. A flash type AD converter and the like are known.

【0003】従来のADコンバータでは、抵抗ラダー回
路を備えた基準電圧発生回路から出力される基準信号
と、アナログ入力信号とがチョッパーコンパレータ回路
に入力され、チョツパーコンパレータ回路からディジタ
ル出力信号が出力される。この場合、チョツパーコンパ
レータ回路のCMOSインバータを構成するトランジス
タのゲート長Lに対するゲート幅Wの比W/Lが、チョ
ッパーコンパレータ回路に要求される変換速度に対応し
て決定され、W/Lによりチョッパーコンパレータの消
費電流も決定されるため、数MHz〜数10MHzをカ
バーできる高速のチョッパーコンパレータ回路を消費電
力を犠牲にして使用していた。
In a conventional AD converter, a reference signal output from a reference voltage generating circuit having a resistance ladder circuit and an analog input signal are input to a chopper comparator circuit, and a digital output signal is output from the chopper comparator circuit. You. In this case, the ratio W / L of the gate width W to the gate length L of the transistor constituting the CMOS inverter of the chopper comparator circuit is determined according to the conversion speed required for the chopper comparator circuit, and the chopper is determined by W / L. Since the current consumption of the comparator is also determined, a high-speed chopper comparator circuit capable of covering several MHz to several tens of MHz has been used at the expense of power consumption.

【0004】この問題を解決するために、本願の出願人
によって、消費電力を犠牲にすることなく必要な変換速
度が得られる本発明の基礎となるADコンバータが提案
されている。この提案に係るADコンバータは、図10
に示すような構成となっていて、上位4ビット用コンパ
レータ回路21、及び下位4ビット用コンパレータ回路
22、23のチョッパーコンパレータ回路の消費電流を
制御する消費電流コントローラ28が設けられ、この消
費電流コントローラ28によつて、上位4ビット用コン
パレータ回路21、及び下位4ビット用コンパレータ回
路22、23のチョッパーコンパレータ回路の消費電流
が、変換速度に応じて適確に選択される。このために、
変換速度に応じて、上位4ビット用コンパレータ回路2
1、及び下位4ビット用コンパレータ回路22、23の
チョッパーコンパレータ回路の消費電流を減らして、無
駄な電流消費のないAD変化動作が行われる。
[0004] In order to solve this problem, the applicant of the present application has proposed an A / D converter as the basis of the present invention, which can obtain a required conversion speed without sacrificing power consumption. The AD converter according to this proposal is shown in FIG.
And a current consumption controller 28 for controlling the current consumption of the chopper comparator circuit of the upper 4-bit comparator circuit 21 and the lower 4-bit comparator circuits 22 and 23. According to 28, the current consumption of the chopper comparator circuits of the upper 4-bit comparator circuit 21 and the lower 4-bit comparator circuits 22 and 23 is appropriately selected according to the conversion speed. For this,
Upper 4-bit comparator circuit 2 according to conversion speed
By reducing the current consumption of the chopper comparator circuits of the 1 and lower 4 bit comparator circuits 22 and 23, an AD change operation without unnecessary current consumption is performed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、提案に係る
ADコンバータの全体の構成は、図9に示すようになっ
ていて、基準電圧発生回路24には、抵抗ラダー回路が
設けられており、この抵抗ラダー回路は、図11に示す
ように、8ビットのADコンバータの場合には、基準入
力電圧の入力端子RT、RB間に256個の単位抵抗R
1が互いに直列に接続され、また、16個の単位抵抗R
1の直列接続回路ごとに、短絡抵抗R2が並列に接続さ
れている。このような構成の抵抗ラダー回路の接続端子
から、必要な基準信号が取り出され、上位4ビット用コ
ンパレータ回路21、及び下位4ビット用コンパレータ
回路22、23のチョッパーコンパレータ回路に供給さ
れる。
The overall structure of the proposed AD converter is as shown in FIG. 9. The reference voltage generating circuit 24 is provided with a resistor ladder circuit. As shown in FIG. 11, in the case of an 8-bit AD converter, the resistance ladder circuit has 256 unit resistors R between input terminals RT and RB of a reference input voltage.
1 are connected in series with each other, and 16 unit resistors R
The short-circuit resistor R2 is connected in parallel for each series connection circuit. A necessary reference signal is extracted from the connection terminal of the resistor ladder circuit having such a configuration and supplied to the upper four-bit comparator circuit 21 and the chopper comparator circuits of the lower four-bit comparator circuits 22 and 23.

【0006】この場合、短絡抵抗R2は、本来上位4ビ
ット用コンパレータ回路21、及び下位4ビット用コン
パレータ回路22、23の高速動作時にのみ必要なもの
であるが、短絡抵抗R2は数10Ωと抵抗値が小さく、
アナログスイッチを設けてON−OFFすると、基準信
号のリニアリティが確保できないために、実際には常時
接続した状態となっている。このような状態で、図9に
示すADコンバータによると、図12に示すように、
(a)に示すクロックCLKによって、(b)に示す基
準信号VINに対応して、出力端子から(c)に示す8
ビットの変換ディジタル信号が出力される。以上に説明
したように、提案に係るADコンバータでは、基準電圧
発生回路24では、無駄な電流が常時消費されているこ
とになる。
In this case, the short-circuit resistor R2 is originally required only when the high-order 4-bit comparator circuit 21 and the low-order 4-bit comparator circuits 22 and 23 operate at high speed. Value is small,
When an analog switch is provided and turned on and off, the linearity of the reference signal cannot be ensured, and therefore, it is actually always connected. In such a state, according to the AD converter shown in FIG. 9, as shown in FIG.
The clock CLK shown in (a) corresponds to the reference signal VIN shown in (b) and the output terminal 8 shown in (c) corresponds to the reference signal VIN shown in (b).
A bit-converted digital signal is output. As described above, in the proposed AD converter, useless current is constantly consumed in the reference voltage generation circuit 24.

【0007】本発明は、前述したような提案に係るAD
コンバータの動作の現状に鑑みてなされたものであり、
その目的は、ADコンバータの変換速度に対応して、コ
ンパレータ回路の消費電流と共に、基準電圧発生回路の
消費電流をも適確に制御して、必要最小限の消費電流
で、変換速度に適確に対応して作動するADコンバータ
を提供することにある。
[0007] The present invention relates to an AD according to the above proposal.
It was made in view of the current state of operation of the converter,
The purpose is to accurately control the current consumption of the reference voltage generation circuit as well as the current consumption of the comparator circuit in accordance with the conversion speed of the A / D converter. To provide an AD converter that operates in response to the above.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、抵抗ラダー回路を備えた基
準電圧発生回路から出力される基準信号と、アナログ入
力信号とがチョッパーコンパレータ回路に入力され、該
チョッパーコンパレータ回路から、前記チョッパーコン
パレータ回路の動作条件に対応して、ディジタル出力信
号が変換出力されるADコンバータであり、前記チョッ
パーコンパレータ回路に供給される第1の消費電流制御
信号と、前記基準電圧発生回路に供給される第2の消費
電流制御信号とを出力する消費電流コントローラと、前
記第1の消費電流制御信号に基づいて、前記チョッパー
コンパレータ回路の消費電流を制御する第1の電流制御
手段と、前記第2の消費電流制御信号に基づいて、前記
基準電圧発生回路の消費電流を制御する第2の電流制御
手段とを有することを特徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, a reference signal output from a reference voltage generating circuit having a resistor ladder circuit and an analog input signal are converted into chopper comparators. An AD converter which is input to a circuit and converts and outputs a digital output signal from the chopper comparator circuit in accordance with an operation condition of the chopper comparator circuit; and a first current consumption control supplied to the chopper comparator circuit. A current consumption controller for outputting a signal and a second current consumption control signal supplied to the reference voltage generation circuit; and controlling the current consumption of the chopper comparator circuit based on the first current consumption control signal. First current control means, and the reference voltage generation circuit based on the second current consumption control signal. It is characterized in that a second current control means for controlling the current consumption.

【0009】同様に前記目的を達成するために、請求項
2記載の発明は、請求項1記載の発明において、ADコ
ンバータが、フラッシュ型ADコンバータであることを
特徴とするものである。
Similarly, in order to achieve the above object, a second aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect of the present invention, the AD converter is a flash type AD converter.

【0010】同様に前記目的を達成するために、請求項
3記載の発明は、請求項1記載の発明において、ADコ
ンバータが、2ステップ・フッシュ型ADコンバータで
あることを特徴とするものである。
[0010] Similarly, in order to achieve the above object, the invention according to claim 3 is characterized in that, in the invention according to claim 1, the AD converter is a two-step fish type AD converter. .

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施の形態を
図1ないし図8を参照して説明する。図1は本実施の形
態の全体構成を示すブロック図、図2は図1のコンパレ
ータ回路のチョッパーコンパレータの構成を示す回路
図、図3は本実施の形態のチョッパーコンパレータに対
する消費電流制御回路の構成を示す回路図、図4は本実
施の形態のチョッパーコンパレータの電流制御を示す特
性図、図5は本実施の形態の基準電圧発生回路の概略構
成を示す説明図、図6は図5のオペアンプの構成を示す
回路図、図7は本実施の形態の基準電圧発生回路に対す
る消費電流制御回路の構成を示す回路図、図8は本実施
の形態の基準電圧発生回路の消費電流制御を示す特性図
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the present embodiment, FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of a chopper comparator of the comparator circuit of FIG. 1, and FIG. 3 is a configuration of a current consumption control circuit for the chopper comparator of the present embodiment. FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating current control of the chopper comparator according to the present embodiment, FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a reference voltage generating circuit according to the present embodiment, and FIG. 6 is an operational amplifier illustrated in FIG. FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a current consumption control circuit for the reference voltage generation circuit of the present embodiment, and FIG. 8 is a characteristic showing current consumption control of the reference voltage generation circuit of the present embodiment. FIG.

【0012】本実施の形態では、図1に示すように、基
準電圧発生回路24Aに、上位4ビット用コンパレータ
回路21、及び下位4ビット用コンパレータ回路22、
23が接続され、上位4ビット用コンパレータ回路21
が上位4ビット用ラッチ回路25に、下位4ビット用コ
ンパレータ回路22、23が下位4ビット用ラッチ回路
26にそれぞれ接続されている。また、本実施の形態で
は、消費電流コントローラ28Aが設けられ、この消費
電流コントローラ28Aが、上位4ビット用コンパレー
タ回路21、下位4ビット用コンパレータ回路22、2
3、及び基準電圧発生回路24に接続されており、クロ
ック信号発生器27が、上位4ビット用ラッチ回路2
5、下位4ビット用ラッチ回路26、上位4ビット用コ
ンパレータ回路21、消費電流コントローラ28A、下
位4ビット用コンパレータ回路22、23及び基準電圧
発生回路24Aに接続されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a reference voltage generating circuit 24A includes a comparator circuit 21 for upper 4 bits and a comparator circuit 22 for lower 4 bits.
23 is connected to the comparator circuit 21 for the upper 4 bits.
Are connected to a latch circuit 25 for upper 4 bits, and comparator circuits 22 and 23 for lower 4 bits are connected to a latch circuit 26 for lower 4 bits. Further, in the present embodiment, a current consumption controller 28A is provided, and the current consumption controller 28A is provided with the upper 4-bit comparator circuit 21, the lower 4-bit comparator circuit 22,
3 and the reference voltage generating circuit 24, and the clock signal generator 27
5, the lower 4-bit latch circuit 26, the upper 4-bit comparator circuit 21, the current consumption controller 28A, the lower 4-bit comparator circuits 22 and 23, and the reference voltage generation circuit 24A.

【0013】上位4ビット用コンパレータ回路21、及
び下位4ビット用コンパレータ回路22、23には、外
部からアナログ入力電圧Vinが入力され、基準電圧発
生回路24には、外部から基準電圧Vreft及び基準
電圧Vrefbが印加されており、基準電圧Vreft
は、量子化レベルの最上位ピットの電圧に対応し、基準
電圧Vrefbは、量子化レベルの最下位ビットの電圧
に対応している。
An analog input voltage Vin is input from the outside to the upper 4-bit comparator circuit 21 and the lower 4-bit comparator circuits 22 and 23, and a reference voltage Vreft and a reference voltage Vrefb is applied and the reference voltage Vreft
Corresponds to the voltage of the most significant pit of the quantization level, and the reference voltage Vrefb corresponds to the voltage of the least significant bit of the quantization level.

【0014】基準電圧発生回路24Aでは、図5に示す
ように、基準電圧Vreftが入力される入力端子RT
と、基準電圧Vrefbが入力される入力端子RB間
に、抵抗R3が16個互いに直列に接続され、また、入
力端子RTと入力端子RB間に256個の単位抵抗R1
が互いに直列に接続され、この直列接続回路において、
16個の単位抵抗R1の直列接続回路の接続点と、前記
16個互いに直列に接続される各抵抗R3の接続点間
に、ボルテジフォロワー接続されたオペアンプCが、非
反転入力端子を各抵抗R3の接続点に、出力端子を16
個の単位抵抗R1の直列接続回路の接続点にそれぞれ接
続させて挿入配設されている。また、オペアンプCは、
図6に示すような構成となっていて、このオペアンプC
の基準電流を調整する制御電圧を供給する図7に示すよ
うな構成の消費電流制御回路が消費電流コントローラ2
8Aに設けられている。
In the reference voltage generating circuit 24A, as shown in FIG. 5, an input terminal RT to which a reference voltage Vreft is input is provided.
And 16 input terminals RB to which the reference voltage Vrefb is input, 16 resistors R3 are connected in series with each other, and 256 unit resistors R1 are connected between the input terminal RT and the input terminal RB.
Are connected in series with each other, and in this series connection circuit,
Between a connection point of a series connection circuit of 16 unit resistors R1 and a connection point of each of the 16 resistors R3 connected in series with each other, an operational amplifier C connected by a voltage follower connects a non-inverting input terminal to each resistor. Connect 16 output terminals to the connection point of R3.
The unit resistors R1 are inserted and provided so as to be connected to respective connection points of the series connection circuit. The operational amplifier C is
The operational amplifier C has a configuration as shown in FIG.
A current consumption control circuit having a configuration as shown in FIG.
8A.

【0015】さらに、本実施の形態では、上位4ビット
用コンパレータ回路21及び下位4ビット用コンパレー
タ回路22、23には、図2に示すような構成のチョッ
パーコンパレータが設けられており、このチョッパーコ
ンパレータの消費電流を制御する図3に示すような構成
の電流制御回路が、消費電流コントローラ28Aに設け
られている。
Further, in this embodiment, the upper 4-bit comparator circuit 21 and the lower 4-bit comparator circuits 22 and 23 are provided with a chopper comparator having a configuration as shown in FIG. A current control circuit having a configuration as shown in FIG. 3 for controlling current consumption is provided in the current consumption controller 28A.

【0016】本実施の形態のチョッパーコンバータは、
図2に示すように、アナログ入力信号Vinの入力端子
1がスイッチSW1の入力端子に、基準信号Vrefの
入力端子がスイッチSW2の入力端子にそれぞれ設けら
れ、スイッチSW1、SW2の出力端子が、コンデンサ
C1を介して、p−MOS(pチャネルMOS−FE
T)Q1及びソースがアースされたn−MOS(nチャ
ネルMOS−FET)Q2からなるCMOSインバータ
3の入力端子に接続され、CMOSインバータ3の入力
端子と出力端子間には、スイッチSW3が接続されてい
る。同様に、CMOSインバータ3の出力端子が、コン
デンサC2を介して、p−MOSQ3及びソースがアー
スされたn−MOSQ4からなるCMOSインバータ4
の入力端子に接続され、CMOSインバータ4の入力端
子と出力端子間には、スイッチSW4が接続されてい
る。
The chopper converter according to the present embodiment
As shown in FIG. 2, the input terminal 1 of the analog input signal Vin is provided at the input terminal of the switch SW1, the input terminal of the reference signal Vref is provided at the input terminal of the switch SW2, and the output terminals of the switches SW1 and SW2 are provided at the capacitors. Through C1, p-MOS (p-channel MOS-FE)
T) Q1 and the source are connected to the input terminal of a CMOS inverter 3 consisting of an n-MOS (n-channel MOS-FET) Q2 grounded, and a switch SW3 is connected between the input terminal and the output terminal of the CMOS inverter 3. ing. Similarly, the output terminal of the CMOS inverter 3 is connected via a capacitor C2 to a CMOS inverter 4 comprising a p-MOS Q3 and an n-MOS Q4 whose source is grounded.
The switch SW4 is connected between the input terminal and the output terminal of the CMOS inverter 4.

【0017】そして、CMOSインバータ4の出力端子
が、p−MOSQ5及びソースがアースされたn−MO
SQ6からなるCMOSインバータ5の入力端子に接続
され、CMOSインバータ5の出力端子が、チョツパー
コンパレータの出力端子6とされ、出力端子6はn−M
OSQ18のドレインに接続され、n−MOSQ18の
ソースはアースされ、ゲートには制御信号STBが入力
されている。
The output terminal of the CMOS inverter 4 is a p-MOS Q5 and an n-MO
SQ6 is connected to the input terminal of the CMOS inverter 5, the output terminal of the CMOS inverter 5 is used as the output terminal 6 of the chopper comparator, and the output terminal 6 is n-M
The n-MOS Q18 is connected to the drain of the OSQ18, the source is grounded, and the control signal STB is input to the gate.

【0018】本実施の形態では、制御信号Vc1が入力
される入力端子9に、p−MOSQ15、p−MOSQ
16、p−MOSQ17のゲートが接続され、p−MO
SQ15、Q16、Q17のソースには電源電圧Vdd
が印加され、p−MOSQ15、Q16、Q17のドレ
インは、それぞれp−MOSQ1、Q3、Q5のソース
に接続されている。そして、本実施の形態では、p−M
OSQ15、Q16、Q17の閾値電圧をVthとし
て、制御信号Vc1としては、0(V)、Vdd−(V
th+α)(V)、Vdd(V)の3段階の電圧が使用
される。
In this embodiment, p-MOS Q15, p-MOS Q15 are connected to the input terminal 9 to which the control signal Vc1 is input.
16, the gate of p-MOS Q17 is connected and p-MO
The sources of SQ15, Q16 and Q17 have the power supply voltage Vdd
Is applied, and the drains of the p-MOSs Q15, Q16, and Q17 are connected to the sources of the p-MOSs Q1, Q3, and Q5, respectively. In the present embodiment, p-M
The threshold voltages of OSQ15, Q16, and Q17 are set to Vth, and the control signal Vc1 is set to 0 (V) and Vdd- (V
(th + α) (V) and Vdd (V).

【0019】制御信号Vc1=0の場合には、p−MO
SQ15、Q16、Q17はON状態となり、p−MO
SQ15、Q16、Q17を通してCMOSインバータ
3、4、5には最大電流が流れる。制御信号Vc1=V
dd−(Vth+α)の場合には、p−MOSQ15、
Q16、Q17はON状態となるが、p−MOSQ1
5、Q16、Q17を通してCMOSインバータ3、
4、5に流れる電流は、制御信号Vc=0の場合に比し
て減少する。制御信号Vc1=Vddの場合には、p−
MOSQ15、Q16、Q17はOFF状態となり、p
−MOSQ15、Q16、Q17を通してCMOSイン
バータ3、4、5には電流は流れない。
When the control signal Vc1 = 0, p-MO
SQ15, Q16 and Q17 are turned ON, and p-MO
The maximum current flows through the CMOS inverters 3, 4, and 5 through SQ15, Q16, and Q17. Control signal Vc1 = V
In the case of dd− (Vth + α), p-MOSQ15,
Although Q16 and Q17 are turned on, the p-MOS Q1
5, CMOS inverter 3 through Q16 and Q17,
The currents flowing through 4 and 5 decrease as compared with the case where the control signal Vc = 0. When the control signal Vc1 = Vdd, p−
MOS Q15, Q16, Q17 are turned off, and p
-No current flows through the CMOS inverters 3, 4, 5 through the MOSs Q15, Q16, Q17.

【0020】また、本実施の形態では、制御信号STB
として、Lレベル及びHレベルの2段階の電圧が使用さ
れる。制御信号STBがHレベルであれば、n−MOS
Q18がON状態となり、出力端子6の信号はLレベル
に固定保持され、制御信号STBがLレベルであれば、
n−MOSQ18がOFFとなり、出力端子6からはC
MOSインバータ5の出力信号が出力される。
In this embodiment, the control signal STB
, Two-stage voltages of L level and H level are used. If the control signal STB is at H level, n-MOS
Q18 is turned on, the signal of the output terminal 6 is fixedly held at L level, and if the control signal STB is at L level,
The n-MOS Q18 is turned off, and C is output from the output terminal 6.
The output signal of MOS inverter 5 is output.

【0021】本実施の形態では、このようにして、チョ
ツパーコンパレータは、制御信号Vc1=0の場合に通
常動作モードとなり、制御信号Vc1=Vdd−(Vt
h+α)の場合に低消費電流モードとなり、通常動作モ
ードと低消費電流モードでは、制御信号STBはLレベ
ルに設定される。制御信号Vc1=Vddの場合はスタ
ンバイモードとなり、制御信号STBはHレベルに設定
される。
In this embodiment, the chopper comparator thus enters the normal operation mode when the control signal Vc1 = 0, and the control signal Vc1 = Vdd- (Vt
h + α), the mode is the low current consumption mode. In the normal operation mode and the low current consumption mode, the control signal STB is set to L level. When the control signal Vc1 = Vdd, the standby mode is set, and the control signal STB is set to the H level.

【0022】通常動作モートでは、クロック信号CKが
Hレベルになると、スイッチSW1、SW3、SW4が
ON状態となり、スイッチSW2がOFF状態となり、
この期間では、入力端子1からのアナログ入力信号Vi
nがコンデンサC1に供給されてサンプリングされ、C
MOSインバータ3、4の自己オフセットキャンセルが
行われる。この時の動作電流i1〜i3は、CMOSイ
ンバータ3〜5の入力端子と出力端子が等電位となる時
に、CMOSインバータ3〜5を流れる直流電流に相当
する。この通常動作モードでは、サンプリング期間にお
けるCMOSインバータ3〜5の動作電流i1〜i3が
最大となる。
In the normal operation mode, when the clock signal CK goes high, the switches SW1, SW3, and SW4 are turned on, and the switch SW2 is turned off.
In this period, the analog input signal Vi from the input terminal 1
n is supplied to the capacitor C1 and is sampled.
Self-offset cancellation of the MOS inverters 3 and 4 is performed. The operating currents i1 to i3 at this time correspond to DC currents flowing through the CMOS inverters 3 to 5 when the input terminals and the output terminals of the CMOS inverters 3 to 5 have the same potential. In the normal operation mode, the operation currents i1 to i3 of the CMOS inverters 3 to 5 during the sampling period become maximum.

【0023】次いで、クロック信号CKがLレベルにな
ると、スイッチSW1、SW3、SW4がOFF状態と
なり、スイッチSW2がON状態となり、入力端子2か
らの基準信号VrefがコンデンサC1に供給され、先
にサンプリングされたアナログ入力信号Vinとの比較
が行われる。この場合、Vin≧Vrefなら出力端子
6からHレベルの出力信号Voutが出力され、Vin
<なら出力端子6の信号の論理値はLレベルとなる。
Next, when the clock signal CK goes low, the switches SW1, SW3, and SW4 are turned off, the switch SW2 is turned on, and the reference signal Vref from the input terminal 2 is supplied to the capacitor C1, and sampling is performed first. The comparison with the analog input signal Vin is performed. In this case, if Vin ≧ Vref, an H-level output signal Vout is output from the output terminal 6 and Vin
<If it is, the logical value of the signal at the output terminal 6 becomes L level.

【0024】チョッパーコンパレータの低消費電流動作
モードの動作は、前述の通常動作モードでの動作と同様
で、ただ、この場合は、p−MOSQ15〜Q17を通
してCMOSコンバータ3〜5を流れる電流i1〜i3
が、通常動作モードの場合に比して減少する。
The operation of the chopper comparator in the low current consumption operation mode is the same as the operation in the normal operation mode described above, except that in this case, the currents i1 to i3 flowing through the CMOS converters 3 to 5 through the p-MOSs Q15 to Q17.
Is reduced as compared with the case of the normal operation mode.

【0025】図2に示すチョツパーコンパレータに制御
信号Vc1を供給する電流制御回路には、図3に示すよ
うにNORゲート31、32が設けられ、制御信号PS
と制御信号STBとがNORゲート32の入力端子に入
力され、また、制御信号STBがNORゲート31の一
方の入力端子に、制御信号PSがインバータ33を介し
て、NORゲート31の他方の入力端子に入力されてい
る。NORゲート31の出力端子は、p−MOSQ41
のゲートに接続され、p−MOSQ41のソースには電
源電圧Vddが印加され、ドレインは、p−MOSQ4
5及びn−MOSQ46からなるスイッチSW10を介
して出力端子37に接続されている。
The current control circuit for supplying the control signal Vc1 to the chopper comparator shown in FIG. 2 includes NOR gates 31 and 32 as shown in FIG.
And the control signal STB are input to the input terminal of the NOR gate 32, the control signal STB is input to one input terminal of the NOR gate 31, and the control signal PS is input via the inverter 33 to the other input terminal of the NOR gate 31. Has been entered. The output terminal of the NOR gate 31 is a p-MOS Q41
The power supply voltage Vdd is applied to the source of the p-MOS Q41, and the drain is connected to the p-MOS Q4
5 and an output terminal 37 via a switch SW10 comprising an n-MOS Q46.

【0026】また、p−MOSQ42が設けられ、その
ソースには電源電圧Vddが印加され、ゲートがp−M
OSQ41のドレインに接続され、ドレインは抵抗36
を介して、ソースがアースされたn−MOSQ44のド
レインに接続されており、このn−MOSQ44のゲー
トには、制御信号STBがインバータ34を介して接続
され、p−MOSQ42のドレインは出力端子37にも
接続されている。
Further, a p-MOS Q42 is provided, the power supply voltage Vdd is applied to the source, and the gate is connected to the p-M transistor Q42.
The drain of the OSQ 41 is connected to the drain of the resistor 36.
, The source is connected to the drain of the grounded n-MOS Q44, the control signal STB is connected to the gate of the n-MOS Q44 via the inverter 34, and the drain of the p-MOS Q42 is connected to the output terminal 37. Is also connected.

【0027】NORゲート32のの出力端子は、インバ
ータ35を介してSW10のn−MOSQ46に接続さ
れ、また、NORゲート32の出力端子は、ソースがア
ースされたn−MOSQ43のゲートに接続され、n−
MOSQ43のドレインは出力端子37に接続されてい
る。
The output terminal of the NOR gate 32 is connected to the n-MOS Q46 of the switch SW10 via the inverter 35, and the output terminal of the NOR gate 32 is connected to the gate of the n-MOS Q43 whose source is grounded. n-
The drain of the MOS Q43 is connected to the output terminal 37.

【0028】この図3に示す電流制御回路は、制御信号
STB及び制御信号PSに応じて、表1に示すような制
御信号Vc1を出力する。
The current control circuit shown in FIG. 3 outputs a control signal Vc1 as shown in Table 1 according to the control signal STB and the control signal PS.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】制御信号STBがHレベルの場合は、制御
信号PSによらずに制御信号Vc1の電圧はVddとな
り、上位4ビット用コンパレータ回路21及び下位4ビ
ット用コンパレータ回路22、23のチョッパーコンパ
レータはスタンバイモードに設定され、上位4ビット用
コンパレータ回路21及び下位4ビット用コンパレータ
回路22、23の消費電流は0となり、クロック信号発
生回路27からのクロック信号の供給も停止される。
When the control signal STB is at the H level, the voltage of the control signal Vc1 becomes Vdd regardless of the control signal PS, and the chopper comparators of the upper 4-bit comparator circuit 21 and the lower 4-bit comparator circuits 22 and 23 become The standby mode is set, the current consumption of the upper 4-bit comparator circuit 21 and the lower 4-bit comparator circuits 22 and 23 becomes 0, and the supply of the clock signal from the clock signal generation circuit 27 is also stopped.

【0031】制御信号STBがLレベルで、制御信号P
SがHレベルの場合、制御信号Vc1の電圧はVdd−
(Vth+α)となり、上位4ビット用コンパレータ回
路21及び下位4ビット用コンパレータ回路22、23
のチョッパーコンパレータは、低消費電流動作モードで
動作し、上位4ビット用コンパレータ回路21及び下位
4ビット用コンパレータ回路22、23の消費電流がセ
ーブされ、ADコンバータは低速で作動する。
When the control signal STB is at L level and the control signal P
When S is at the H level, the voltage of the control signal Vc1 is Vdd-
(Vth + α), and the upper 4-bit comparator circuit 21 and the lower 4-bit comparator circuits 22 and 23
Operates in a low current consumption operation mode, the current consumption of the upper 4-bit comparator circuit 21 and the lower 4-bit comparator circuits 22 and 23 is saved, and the AD converter operates at a low speed.

【0032】制御信号STBがLレベルで、制御信号P
SがLレベルの場合、制御信号Vc1の電圧は0とな
り、上位4ビット用コンパレータ回路21及び下位4ビ
ット用コンパレータ回路22、23のチョッパーコンパ
レータは、通常動作モードで作動し、上位4ビット用コ
ンパレータ回路21及び下位4ビット用コンパレータ回
路22、23の消費電流は最大となり、ADコンバータ
は高速で作動し、最大能力が発揮される。
When control signal STB is at L level and control signal P
When S is at the L level, the voltage of the control signal Vc1 becomes 0, and the upper 4-bit comparator circuit 21 and the lower 4-bit comparator circuits 22, 23 operate in the normal operation mode, and the upper 4-bit comparator circuit operates. The current consumption of the circuit 21 and the lower 4-bit comparator circuits 22 and 23 is maximized, the AD converter operates at high speed, and the maximum performance is exhibited.

【0033】図4にはチョッパーコンパレータの動作に
伴う消費電流を示され、(a)のクロック信号CKに対
応して、消費電流は(b)のように変化し、(b)にお
いて実線は通常動作モード時、鎖線は低消費電流動作モ
ード時、一点鎖線はスタンバイモード時の消費電流を示
している。
FIG. 4 shows the current consumption accompanying the operation of the chopper comparator. The current consumption changes as shown in FIG. 4B in response to the clock signal CK in FIG. 4A, and the solid line in FIG. In the operation mode, the chain line indicates the current consumption in the low current consumption operation mode, and the dashed line indicates the current consumption in the standby mode.

【0034】本実施の形態において、基準電圧発生回路
24Aの消費電流を制御する電流制御回路は、図7に示
すように、制御信号PSと制御信号STBとが入力され
るNORゲート20の出力端子が、インバータ23を介
してp−MOSQ22のゲートに接続され、p−MOS
Q22のソースとドレイン間には抵抗R22が接続さ
れ、p−MOSQ22のドレインは、抵抗R21を介し
て、ソースがアースされたn−MOSQ26のドレイン
に接続され、n−MOSQ26のゲートには、制御信号
STBがインバータ21を介して入力されている。ま
た、ソースに電源電圧Vddが印加されたp−MOSQ
21が設けられ、このp−MOSQ21のドレインが出
力端子25とp−MOSQ22のソースに接続され、p
−MOSQ21のゲートが出力端子25に接続されてい
る。さらに、ソースに電源電圧が印加されたp−MOS
Q25のドレインが出力端子25に接続され、p−MO
SQ25のゲートはインバータ21の出力端子に接続さ
れている。
In the present embodiment, the current control circuit for controlling the current consumption of the reference voltage generation circuit 24A is, as shown in FIG. 7, an output terminal of the NOR gate 20 to which the control signal PS and the control signal STB are input. Is connected to the gate of the p-MOS Q22 via the inverter 23,
A resistor R22 is connected between the source and the drain of Q22, a drain of the p-MOS Q22 is connected via a resistor R21 to a drain of an n-MOS Q26 whose source is grounded, and a gate of the n-MOS Q26 is The signal STB is input via the inverter 21. Also, a p-MOS Q having a power supply voltage Vdd applied to its source
The drain of the p-MOS Q21 is connected to the output terminal 25 and the source of the p-MOS Q22.
The gate of the MOS Q21 is connected to the output terminal 25; Furthermore, a p-MOS with a power supply voltage applied to the source
The drain of Q25 is connected to output terminal 25 and p-MO
The gate of SQ25 is connected to the output terminal of inverter 21.

【0035】本実施の形態のオペアンプCでは、図6に
示すように、制御信号Vc2がゲートに入力されるp−
MOSQ31のソースに電源電圧Vddが印加され、ド
レインには、ゲートが入力端子とされるp−MOSQ3
2のソースと、ゲートが出力端子とされるp−MOSQ
33のソースとが接続されている。p−MOSQ32の
ドレインは、ソースがアースされたn−MOSQ37の
ドレインと、コンデンサ39を介して出力端子とに接続
され、p−MOSQ33のドレインは、ソースがアース
されたn−MOSQ38のドレインに接続され、n−M
OSQ37とn−MOSQ38のゲートは互いに接続さ
れている。
In the operational amplifier C of the present embodiment, as shown in FIG. 6, the control signal Vc2 is supplied to the gate of p-
The power supply voltage Vdd is applied to the source of the MOS Q31, and the drain of the p-MOS Q3 having a gate as an input terminal is applied to the drain.
P-MOSQ whose source and gate are output terminals
33 sources are connected. The drain of the p-MOS Q32 is connected to the drain of the n-MOS Q37 whose source is grounded and the output terminal via the capacitor 39, and the drain of the p-MOS Q33 is connected to the drain of the n-MOS Q38 whose source is grounded. And n−M
The gates of the OSQ 37 and the n-MOS Q38 are connected to each other.

【0036】また、n−MOSQ38のゲートとドレイ
ンが、ソースがアースされたn−MOSQ39のドレイ
ンに接続され、n−MOSQ39のゲートには、制御信
号STBが入力されている。さらに、ソースに電源電圧
Vddが印加されるp−MOSQ34とp−MOSQ3
5とが設けられ、p−MOSQ34のゲートには、制御
信号STBがインバータ38を介して入力されており、
p−MOSQ34、Q35のドレインは互いに接続さ
れ、該ドレインがソースがアースされたn−MOSQ5
0のドレインに接続されている。
The gate and the drain of the n-MOS Q38 are connected to the drain of the n-MOS Q39 whose source is grounded, and the control signal STB is input to the gate of the n-MOS Q39. Further, the p-MOS Q34 and the p-MOS Q3 to which the power supply voltage Vdd is applied to the sources are provided.
5 is provided, and a control signal STB is input to the gate of the p-MOS Q34 via the inverter 38.
The drains of the p-MOSs Q34 and Q35 are connected to each other, and the drains of the p-MOSs Q34 and Q35 are grounded.
0 is connected to the drain.

【0037】p−MOSQ35のドレインとゲートが互
いに接続され、p−MOSQ35のゲートは、ソースに
電源電圧Vddが印加されたp−MOSQ36のゲート
に接続され、p−MOSQ36のドレインは、ソースが
アースされたn−MOSQ52のドレインに接続され、
n−MOSQ52のゲートは、ソースがアースされたn
−MOSQ51のドレインと、p−MOSQ32のドレ
インとに接続され、n−MOSQ51のゲートには、制
御信号STBが入力されている。
The drain and the gate of the p-MOS Q35 are connected to each other, the gate of the p-MOS Q35 is connected to the gate of the p-MOS Q36 whose power source voltage Vdd is applied to the source, and the source of the p-MOS Q36 is grounded. Connected to the drain of the n-MOS Q52
The gate of the n-MOS Q52 is connected to the grounded n-MOS Q52.
The control signal STB is input to the drain of the MOS-Q51 and the drain of the p-MOSQ32, and to the gate of the n-MOSQ51.

【0038】図7の電流制御回路の制御信号STB及び
制御信号PSに対応する動作モードは表2に示すように
なる。なお、表2において、S1はp−MOSQ22の
スイッチ回路を示し、S2はp−MOSQ25のスイッ
チ回路を示し、S3はn−MOSQ26のスイッチ回路
を示している。
Operation modes corresponding to the control signals STB and PS of the current control circuit of FIG. 7 are as shown in Table 2. In Table 2, S1 indicates a switch circuit of the p-MOS Q22, S2 indicates a switch circuit of the p-MOS Q25, and S3 indicates a switch circuit of the n-MOS Q26.

【0039】[0039]

【表2】 [Table 2]

【0040】先ず、スタンバイモードについて説明す
る。図7の電流制御回路において、制御信号STBがH
レベルであると、制御信号Vc2はHレベルとなり、図
6のオペアンプCのp−MOSQ31のゲートにHレベ
ルの制御信号Vc2が供給されて、p−MOSQ31は
OFF状態となり、同時にHレベルの制御信号STB
が、インバータ38で反転されて、p−MOSQ34の
ゲートに印加され、p−MOSQ34がON状態とな
り、p−MOSQ34とp−MOSQ35のゲートがH
レベルとなって、p−MOSQ34、Q35がOFF状
態となり、オペアンプ回路のDC電流がカットされ、高
インピーダンス状態のスタンバイモードとなる。
First, the standby mode will be described. In the current control circuit shown in FIG.
When it is at the level, the control signal Vc2 goes to the H level, the control signal Vc2 at the H level is supplied to the gate of the p-MOS Q31 of the operational amplifier C in FIG. STB
Is inverted by the inverter 38 and applied to the gate of the p-MOS Q34, the p-MOS Q34 is turned on, and the gates of the p-MOS Q34 and
Level, the p-MOSs Q34 and Q35 are turned off, the DC current of the operational amplifier circuit is cut off, and the standby mode is set to a high impedance state.

【0041】次に、Power Saveモードについ
て説明する。図7の電流制御回路において、制御信号S
TBがLレベルで、制御信号PSがHレベルであると、
NORゲート20の出力端子はLレベルでインバータ2
3により、p−MOSQ22のゲートがHレベルとなっ
て、p−MOSQ22(S1)はOFF状態となり、イ
ンバータ21によってp−MOSQ25のゲートがHレ
ベルとなって、p−MOSQ25(S2)はOFF状態
となる。また、インバータ21により、n−MOSQ2
6のゲートがHレベルとなって、n−MOSQ26(S
3)はON状態となり、ゲートに制御信号Vc2が印加
されるp−MOSQ21は飽和領域で作動し、n−MO
SQ26のON抵抗は、図5で説明した抵抗R1+R3
に比して充分に小さく設定されているので、出力端子2
5とアース間の抵抗はR21+R22で近似される。
Next, the Power Save mode will be described. In the current control circuit of FIG.
When TB is at L level and control signal PS is at H level,
The output terminal of the NOR gate 20 is at L level and the inverter 2
3, the gate of the p-MOS Q22 goes high, the p-MOS Q22 (S1) goes off, the gate of the p-MOS Q25 goes high by the inverter 21, and the p-MOS Q25 (S2) goes off. Becomes Further, the inverter 21 causes the n-MOS Q2
6 becomes H level, and the n-MOS Q26 (S
3) is turned ON, the p-MOS Q21 in which the control signal Vc2 is applied to the gate operates in the saturation region, and the n-MO
The ON resistance of SQ26 is the resistance R1 + R3 described in FIG.
Output terminal 2
The resistance between 5 and ground is approximated by R21 + R22.

【0042】抵抗R21+R22に流れる電流Iと制御
信号Vc2との関係は、図8(c)に示すように、I=
Vc2/(R21+R22)と表される。一方、p−M
OSQ21に流れる電流は、図8(a)に示すように、
Kp=K(Q21)を比例定数とし、Vthを閾値電圧
として、I=Kp(Vdd−Vc2−Vth)(Vdd
−Vc2−Vth)となる。ここで、抵抗R21+R2
2に流れる電流と、p−MOSQ21に流れる電流は等
しいので、この場合に流れる電流Ib2は図8に示すよ
うになり、その時の制御信号Vc2はV2となる。
The relationship between the current I flowing through the resistors R21 + R22 and the control signal Vc2 is, as shown in FIG.
Vc2 / (R21 + R22). On the other hand, p-M
The current flowing through the OSQ 21 is, as shown in FIG.
When Kp = K (Q21) is a proportional constant and Vth is a threshold voltage, I = Kp (Vdd−Vc2−Vth) (Vdd
−Vc2−Vth). Here, the resistance R21 + R2
2 and the current flowing through the p-MOS Q21 are equal, the current Ib2 flowing in this case is as shown in FIG. 8, and the control signal Vc2 at that time becomes V2.

【0043】ところで、図6のp−MOSQ31を飽和
領域で動作するように設計すると、p−MOSQ31に
流れる電流は、K(Q31)を比例定数、Vthを閾値
電圧として、I(31)=K(Q31)(Vdd−V2
−Vth)(Vdd−V2−Vth)となる。また、図
7の電流制御回路のp−MOSQ21の電流は、Ib2
=K(Q21)(Vdd−V2−Vth)(Vdd−V
2−Vth)となり、両式から、I(31)/K(Q3
1)=Ib2/K(Q21)となる。即ち、p−MOS
Q31とp−MOSQ21との接続関係は、p−MOS
Q21によって発生する電流Ib2を基準にして、I
(31)={K(Q31)/K(Q21)}・Ib2な
る関係式によって、所定の比でI(31)に変換される
カレントミラー回路になっている。
By the way, if the p-MOS Q31 of FIG. 6 is designed to operate in the saturation region, the current flowing through the p-MOS Q31 will be I (31) = K, where K (Q31) is a proportional constant and Vth is a threshold voltage. (Q31) (Vdd-V2
−Vth) (Vdd−V2−Vth). Further, the current of the p-MOS Q21 of the current control circuit of FIG.
= K (Q21) (Vdd-V2-Vth) (Vdd-V
2-Vth), and from both equations, I (31) / K (Q3
1) = Ib2 / K (Q21) That is, p-MOS
The connection relationship between Q31 and p-MOS Q21 is p-MOS
With reference to the current Ib2 generated by Q21, I
(31) = {K (Q31) / K (Q21)} · Ib2 The current mirror circuit is converted into I (31) at a predetermined ratio by a relational expression.

【0044】図6のオペアンプCのDC電流は、I(3
1)+I(34)+I(36)で、n−MOSQ50と
n−MOSQ38との接続関係は、n−MOSQ38に
よつて発生する電流I(31)/2を基準にして、I
(34)=K(Q50)/K(Q38)・I(31)/
2なる関係式によつて、所定の比でI(34)に変換す
るカレントミラー回路になっている。この時、p−MO
SQ32とp−MOSQ33及びn−MOSQ37とn
−MOSQ38とは、同一サイズのトランジスタで、p
−MOSQ32とp−MOSQ33のゲート電圧は等し
いことが必要である。
The DC current of the operational amplifier C shown in FIG.
1) + I (34) + I (36), the connection relationship between the n-MOS Q50 and the n-MOS Q38 is based on the current I (31) / 2 generated by the n-MOS Q38.
(34) = K (Q50) / K (Q38) · I (31) /
According to the two relational expressions, the current mirror circuit is converted to I (34) at a predetermined ratio. At this time, p-MO
SQ32 and p-MOS Q33 and n-MOS Q37 and n
-MOSQ38 is a transistor of the same size,
The gate voltages of -MOS Q32 and p-MOS Q33 need to be equal.

【0045】また、p−MOSQ35とp−MOSQ3
6の接続関係は、p−MOSQ35によって発生する電
流I(34)を基準にして、I(36)=K(Q36)
/K(Q35)・I(34)なる関係式によつて、所定
の比でI(36)に変換するカレントミラー回路になっ
ている。ここで、I(31)+I(34)+I(36)
=[1+K(Q50)/{K(Q38)・2}+K(Q
36)・K(Q50)/{K(Q35)・K(Q38)
・2}]・K(Q31)/K(Q21)・lb2となる
ので、オペアンプCのDC電流はIb2によって定まる
ことになる。
The p-MOS Q35 and p-MOS Q3
6 is based on the current I (34) generated by the p-MOS Q35, and I (36) = K (Q36)
According to the relational expression of / K (Q35) · I (34), the current mirror circuit converts the current to I (36) at a predetermined ratio. Here, I (31) + I (34) + I (36)
= [1 + K (Q50) / {K (Q38) · 2} + K (Q
36) ・ K (Q50) / {K (Q35) ・ K (Q38)
2}] · K (Q31) / K (Q21) · lb2, so that the DC current of the operational amplifier C is determined by Ib2.

【0046】最後にNormalモードについて説明す
る。表2に示すように、図7に示す電流制御回路への制
御信号STBがLレベルで、制御信号PSがLレベルで
あると、インバター23を介してp−MOSQ22のゲ
ートにLレベルの信号が印加されて、p−MOSQ22
(S1)はON状態となり、インバータ21を介してn
−MOSQ26のゲートにHレベルの信号が印加され
て、n−MOSQ26(S3)はON状態となり、イン
バータ21を介してp−MOSQ25のゲートにHレベ
ルの信号が印加されて、p−MOSQ25(S2)はO
FF状態となる。この場合、p−MOSQ22とn−M
OSQ26のON抵抗は、抵抗R21、R22に比して
充分に小さく設定されているので、出力端子25とアー
ス間の抵抗はR21と近似され、抵抗R21に流れる電
流Iと制御信号Vc2との関係は、図8の(b)に示す
ように、I=Vc2/R21となる。
Finally, the Normal mode will be described. As shown in Table 2, when the control signal STB to the current control circuit shown in FIG. 7 is at L level and the control signal PS is at L level, an L level signal is supplied to the gate of the p-MOS Q22 via the inverter 23. Is applied to the p-MOS Q22
(S1) is turned on, and n
The H-level signal is applied to the gate of the MOS Q26, the n-MOS Q26 (S3) is turned on, the H-level signal is applied to the gate of the p-MOS Q25 via the inverter 21, and the p-MOS Q25 (S2 ) Is O
The state becomes the FF state. In this case, the p-MOS Q22 and the n-M
Since the ON resistance of the OSQ 26 is set sufficiently smaller than the resistances R21 and R22, the resistance between the output terminal 25 and the ground is approximated to R21, and the relationship between the current I flowing through the resistance R21 and the control signal Vc2. Is I = Vc2 / R21 as shown in FIG. 8 (b).

【0047】p−MOSQ21は飽和領域で動作し、p
−MOSQ21に流れる電流は、図8(a)に示すよう
に、I=Kp(Vdd−Vc2−Vth)(Vdd−V
c2−Vth)となり、抵抗R21に流れる電流Iとp
−MOSQ21に流れる電流は等しいので、その電流は
図8のIb2となり、制御信号Vc2はV1となる。図
6のオペアンプCのp−MOSQ31を飽和状態で動作
するように設計すると、p−MOSQ31に流れる電流
は、I(31)=K(31)(Vdd−V1−Vth)
(Vdd−V1−Vth)となる。
The p-MOS Q21 operates in the saturation region,
The current flowing through the MOS Q21 is, as shown in FIG. 8A, I = Kp (Vdd-Vc2-Vth) (Vdd-V
c2−Vth), and the current I flowing through the resistor R21 and p
Since the currents flowing through the MOS Q21 are equal, the current becomes Ib2 in FIG. 8, and the control signal Vc2 becomes V1. When the p-MOS Q31 of the operational amplifier C in FIG. 6 is designed to operate in a saturated state, the current flowing through the p-MOS Q31 is I (31) = K (31) (Vdd-V1-Vth)
(Vdd-V1-Vth).

【0048】また、図7のp−MOSQ21の電流は、
Ib1=K(21)(Vdd−V1−Vth)(Vdd
−V1−vTH)となり、両者の関係からI(31)/
K(31)=Ib1/K(21)となる。即ち、p−M
OSQ31とp−MOSQ21の接続関係は、p−MO
SQ21により発生する電流Ib1を基準にして、電流
をI(31)={K(31)/K(21)}・Ib1に
示す所定の比で変換するカレントミラー回路になってい
る。ここで、I(31)+I(34)+I(36)=
[1+K(Q50)/{K(Q38)・2}+K(Q3
6)・K(Q50)/{K(Q35)・K(Q38)・
2}]・K(Q31)/K(Q21)・lb1となるの
で、オペアンプCのDC電流はIb1によって定まるこ
とになる。図8に示すように、Normal状態のバイ
アス電流Ib1はPower Saveモードのバイア
ス電流Ib2に比して大きく設定されているので、No
rmalモードでは、オペアンプCのDC電流は大きく
なる。
The current of the p-MOS Q21 in FIG.
Ib1 = K (21) (Vdd-V1-Vth) (Vdd
−V1−vTH), and I (31) /
K (31) = Ib1 / K (21). That is, p-M
The connection relationship between OSQ31 and p-MOSQ21 is p-MO
The current mirror circuit converts the current at a predetermined ratio represented by I (31) = {K (31) / K (21)} · Ib1 based on the current Ib1 generated by SQ21. Here, I (31) + I (34) + I (36) =
[1 + K (Q50) / {K (Q38) · 2} + K (Q3
6) ・ K (Q50) / {K (Q35) ・ K (Q38) ・
2}] · K (Q31) / K (Q21) · lb1, so that the DC current of the operational amplifier C is determined by Ib1. As shown in FIG. 8, the bias current Ib1 in the normal state is set to be larger than the bias current Ib2 in the power save mode.
In the rmal mode, the DC current of the operational amplifier C increases.

【0049】このように、本実施の形態によると、消費
電流コントローラ28Aに、上位4ビット用コンパレー
タ回路21と下位4ビット用コンパレータ回路22、2
3のチョツパコンパレータの電流制御回路と、基準電圧
発生回路24Aの電流制御回路とが設けられ、制御信号
Vc、STBの組合せによってチョッパーコンパレータ
が、制御信号Vc2、STBの組合せによって基準電圧
発生回路24Aが、通常動作と低消費電流動作の何れか
の動作状態で駆動されるので、ADコンバータの変換速
度に対応させて動作モードを選択して、変換速度に応じ
て無駄な電力消費のない動作状態で、高精度のAD変換
動作を適確に効率的に行うことが可能になる。
As described above, according to the present embodiment, the current consumption controller 28A is provided with the upper 4-bit comparator circuit 21 and the lower 4-bit comparator circuits 22, 2
3 is provided with a current control circuit of the chopper comparator and a current control circuit of the reference voltage generation circuit 24A. Is driven in one of the normal operation mode and the low current consumption operation mode. Therefore, the operation mode is selected according to the conversion speed of the AD converter, and the operation state without wasteful power consumption is selected according to the conversion speed. Thus, a highly accurate AD conversion operation can be performed accurately and efficiently.

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明によると、抵抗ラダー回路を備え
た基準電圧発生回路から出力される基準信号と、アナロ
グ入力信号とがチョッパーコンパレータ回路に入力さ
れ、チョッパーコンパレータ回路から、チョッパーコン
パレータ回路の動作条件に対応して、ディジタル出力信
号が変換出力されるが、消費電流コントローラから、チ
ョッパーコンパレータ回路に供給される第1の消費電流
制御信号と、基準電圧発生回路に供給される第2の消費
電流制御信号とが出力され、第1の電流制御手段によっ
て、第1の消費電流制御信号に基づき、チョッパーコン
パレータ回路の消費電流が制御され、第2の消費電流制
御信号に基づき、基準電圧発生回路の消費電流が制御さ
れるので、ADコンバータの変換速度に適確に対応し
て、チョッパーコンパレータ回路と基準電圧発生回路と
の消費電流が設定制御され、無駄な消費電流のない効率
的な作動状態で、要求される変換速度での高精度のAD
変換動作を行うことが可能になる。
According to the present invention, the reference signal output from the reference voltage generating circuit having the resistance ladder circuit and the analog input signal are input to the chopper comparator circuit, and the operation of the chopper comparator circuit is performed from the chopper comparator circuit. A digital output signal is converted and output according to the conditions. A first current consumption control signal supplied from the current consumption controller to the chopper comparator circuit and a second current consumption supplied to the reference voltage generation circuit are output. And the control signal is output. The first current control means controls the current consumption of the chopper comparator circuit based on the first current consumption control signal. The first current control means controls the current consumption of the reference voltage generation circuit based on the second current consumption control signal. Since the current consumption is controlled, the chopper Current consumption and over-capacitor circuit and the reference voltage generating circuit is set controlled in an efficient operating state without wasteful current consumption, high precision at the required conversion speed AD
The conversion operation can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態の全体構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】図1のコンパレータ回路のチョッパーコンパレ
ータの構成を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a chopper comparator of the comparator circuit of FIG.

【図3】同実施の形態のチョッパーコンパレータの消費
電流を制御する消費電流制御回路の構成を示す回路図で
ある。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a current consumption control circuit that controls current consumption of the chopper comparator according to the embodiment.

【図4】同実施の形態のチョッパーコンパレータの電流
制御を示す特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing current control of the chopper comparator of the embodiment.

【図5】同実施の形態の基準電圧発生回路の概略構成を
示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a reference voltage generation circuit according to the embodiment;

【図6】図5のオペアンプの構成を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of the operational amplifier of FIG. 5;

【図7】同実施の形態の基準電圧発生回路の消費電流を
制御する消費電流制御回路の構成を示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a current consumption control circuit that controls current consumption of the reference voltage generation circuit of the embodiment.

【図8】同実施の形態の基準電圧発生回路の消費電流制
御を示す特性図である。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing current consumption control of the reference voltage generation circuit of the embodiment.

【図9】従来のADコンバータの全体構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 9 is a block diagram showing the overall configuration of a conventional AD converter.

【図10】従来のADコンバータの回路構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing a circuit configuration of a conventional AD converter.

【図11】従来のADコンバータの抵抗ラダー回路の構
成を示す説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a configuration of a conventional resistance ladder circuit of an AD converter.

【図12】従来のADコンバータの動作を示す特性図で
ある。
FIG. 12 is a characteristic diagram showing an operation of a conventional AD converter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21…上位4ビット用コンパレータ回路、22、23…
下位4ビット用コンパレータ回路、24A…基準電圧発
生回路、25…上位4ビット用ラッチ回路、26…下位
4ビット用ラッチ回路。
21: Upper 4-bit comparator circuit, 22, 23 ...
Lower 4-bit comparator circuit, 24A: reference voltage generating circuit, 25: upper 4-bit latch circuit, 26: lower 4-bit latch circuit.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 抵抗ラダー回路を備えた基準電圧発生回
路から出力される基準信号と、アナログ入力信号とがチ
ョッパーコンパレータ回路に入力され、該チョッパーコ
ンパレータ回路から、前記チョッパーコンパレータ回路
の動作条件に対応して、ディジタル出力信号が変換出力
されるADコンバータであり、 前記チョッパーコンパレータ回路に供給される第1の消
費電流制御信号と、前記基準電圧発生回路に供給される
第2の消費電流制御信号とを出力する消費電流コントロ
ーラと、 前記第1の消費電流制御信号に基づいて、前記チョッパ
ーコンパレータ回路の消費電流を制御する第1の電流制
御手段と、 前記第2の消費電流制御信号に基づいて、前記基準電圧
発生回路の消費電流を制御する第2の電流制御手段とを
有することを特徴とするADコンバータ。
A reference signal output from a reference voltage generation circuit having a resistance ladder circuit and an analog input signal are input to a chopper comparator circuit, and the chopper comparator circuit responds to operating conditions of the chopper comparator circuit. A first current consumption control signal supplied to the chopper comparator circuit; and a second current consumption control signal supplied to the reference voltage generation circuit. A current consumption controller that outputs a current consumption control signal based on the first current consumption control signal; a first current control unit that controls current consumption of the chopper comparator circuit based on the first current consumption control signal; Second current control means for controlling current consumption of the reference voltage generation circuit. A / D converter.
【請求項2】 ADコンバータが、フラッシュ型ADコ
ンバータであることを特徴とする請求項1記載のADコ
ンバータ。
2. The AD converter according to claim 1, wherein the AD converter is a flash AD converter.
【請求項3】 ADコンバータが、2ステップ・フッシ
ュ型ADコンバータであることを特徴とする請求項2記
載のADコンバータ。
3. The AD converter according to claim 2, wherein the AD converter is a two-step fish type AD converter.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002314421A (en) * 2001-04-13 2002-10-25 Canon Inc Electronic circuit, and liquid crystal device provided with the electronic circuit
US6999020B2 (en) 2004-01-27 2006-02-14 Fujitsu Limited Semiconductor integrated circuit
US7075463B2 (en) 2004-05-21 2006-07-11 Fujitsu Limited A/D converter, D/A converter and voltage source

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002314421A (en) * 2001-04-13 2002-10-25 Canon Inc Electronic circuit, and liquid crystal device provided with the electronic circuit
JP4532773B2 (en) * 2001-04-13 2010-08-25 キヤノン株式会社 Electronic circuit and liquid crystal device provided with the electronic circuit
US6999020B2 (en) 2004-01-27 2006-02-14 Fujitsu Limited Semiconductor integrated circuit
US7075463B2 (en) 2004-05-21 2006-07-11 Fujitsu Limited A/D converter, D/A converter and voltage source
US7116258B2 (en) 2004-05-21 2006-10-03 Fujitsu Limited A/D converter, D/A converter and voltage source

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