JP2005223951A - Comparator circuit - Google Patents

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章 中田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize high-speed operation and to provide a circuit configuration suited to an IC in a window voltage comparator for deciding whether the difference of two voltages is greater than a set value or not. <P>SOLUTION: This circuit is provided with a differential couple 1 provided with a first transistor to impress a first input voltage and a second transistor to impress a second input voltage, a differential couple 2 provided with a third transistor to impress a first reference voltage and a fourth transistor to impress a second reference voltage, and a comparing means 3 for deciding whether the difference of the first and second input voltages is greater than the set value by comparing the sum of the drain currents of the first and fourth transistors with the sum of the drain currents of the second and third transistors. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、2つの電圧の差が設定値よりも大きいか小さいかを判定するためのコンパレータ回路(いわゆるウィンドウ電圧コンパレータ)に関し、特に、IC化に適したウィンドウ電圧コンパレータに関する。   The present invention relates to a comparator circuit (so-called window voltage comparator) for determining whether a difference between two voltages is larger or smaller than a set value, and more particularly to a window voltage comparator suitable for integration into an IC.

従来のウィンドウ電圧コンパレータの一般的な構成を図3に示す。このウィンドウ電圧コンパレータは、第1の入力電圧VA及び第2の入力電圧VBを入力してそれらの差に比例する電圧を出力する第1のインスツルメンテーションアンプ(計装増幅器)31と、第1のウィンドウ電圧VW1及び第2のウィンドウ電圧VW2を入力してそれらの差に比例する電圧を出力する第2のインスツルメンテーションアンプ32と、第1のインスツルメンテーションアンプ31の出力電圧と第2のインスツルメンテーションアンプ32の出力電圧とを比較して比較結果に応じた出力VOUTを発生するコンパレータ33とを含んでいる。 A general configuration of a conventional window voltage comparator is shown in FIG. The window voltage comparator includes a first instrumentation amplifier (instrumentation amplifier) 31 that inputs a first input voltage V A and a second input voltage V B and outputs a voltage proportional to the difference between them. The second instrumentation amplifier 32 that inputs the first window voltage V W1 and the second window voltage V W2 and outputs a voltage proportional to the difference between them, and the first instrumentation amplifier 31 And a comparator 33 that compares the output voltage of the second instrumentation amplifier 32 with the output voltage of the second instrumentation amplifier 32 and generates an output V OUT according to the comparison result.

各インスツルメンテーションアンプのゲインGは、例えば1倍とすることができる。しかしながら、広い入力電圧に対応して正確なゲインで演算を行うインスツルメンテーションアンプをIC内で実現することは困難である。また、ウィンドウ電圧コンパレータの動作速度は、インスツルメンテーションアンプの応答速度によって決まってしまう。通常のインスツルメンテーションアンプの応答周波数はkHzオーダー止まりであり、MHzオーダーの周波数で動作させたい場合には、性能が不足してしまう。   The gain G of each instrumentation amplifier can be, for example, 1 time. However, it is difficult to realize in the IC an instrumentation amplifier that performs an operation with an accurate gain corresponding to a wide input voltage. In addition, the operating speed of the window voltage comparator is determined by the response speed of the instrumentation amplifier. The response frequency of a normal instrumentation amplifier is only in the order of kHz, and performance is insufficient when it is desired to operate at a frequency in the order of MHz.

ところで、日本国特許出願公開(特開)昭62−269512号公報には、電圧依存性の無い容量素子を用いずに、MOSトランジスタのゲート容量とスイッチを用いることで、差動増幅器のオフセット電圧の影響を低減した高精度にして高速な電圧比較器が掲載されている。しかしながら、この電圧比較器は、1つの入力電圧が1つの参照電圧に対して大きいか小さいかを判定するものであり、4種の電圧に基づいて2つの入力電圧の差が2つの基準電圧の差で規定される設定値よりも大きいか小さいかを判定することはできない。   Incidentally, Japanese Patent Application Publication (JP-A) No. 62-269512 discloses an offset voltage of a differential amplifier by using a gate capacitor and a switch of a MOS transistor without using a capacitor having no voltage dependency. A high-speed, high-accuracy voltage comparator with reduced effects is published. However, this voltage comparator determines whether one input voltage is larger or smaller than one reference voltage, and the difference between the two input voltages based on the four voltages is the difference between the two reference voltages. It cannot be determined whether it is larger or smaller than the set value defined by the difference.

また、特開平1−91373号公報には、ウィンドウコンパレータに対する上限と下限の2個の参照電圧を一定にした状態でウィンドウコンパレータの電圧軸に対する相対位置のみをシフト可能として、回路部分の偏位位置を調節する可変型ウィンドウコンパレータが掲載されている。しかしながら、この可変型ウィンドウコンパレータは、1つの入力電圧が2つの参照電圧に対して大きいか小さいかを判定するものであり、4種の電圧に基づいて2つの入力電圧の差が2つの基準電圧の差で規定される設定値よりも大きいか小さいかを判定することはできない。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-91373 discloses that only the relative position of the window comparator with respect to the voltage axis can be shifted in a state where the upper and lower reference voltages for the window comparator are fixed, and the displacement position of the circuit part is disclosed. A variable window comparator that adjusts the frequency is posted. However, this variable window comparator determines whether one input voltage is larger or smaller than two reference voltages, and the difference between the two input voltages based on the four voltages is the two reference voltages. It is impossible to determine whether the value is larger or smaller than the set value defined by the difference.

米国特許第5489904号US Pat. No. 5,489,904 特開昭60―233915号JP 60-233915 A

そこで、上記の点に鑑み、本発明は、2つの電圧の差が設定値よりも大きいか小さいかを判定するためのウィンドウ電圧コンパレータにおいて、高速動作を実現し、かつ、IC化に適した回路構成を提供することを目的とする。   Accordingly, in view of the above points, the present invention is a circuit that realizes high-speed operation and is suitable for IC implementation in a window voltage comparator for determining whether a difference between two voltages is larger or smaller than a set value. The purpose is to provide a configuration.

以上の課題を解決するため、本願は次の構成とした。   In order to solve the above problems, the present application has the following configuration.

ゲートに第1の入力電圧が印加される第1のNチャネルトランジスタとゲートに第2の入力電圧が印加される第2のNチャネルトランジスタとを含むNチャネルトランジスタ差動対と、ゲートに第2の入力電圧が印加される第1のPチャネルトランジスタとゲートに第1の入力電圧が印加される第2のPチャネルトランジスタとを含むPチャネルトランジスタ差動対と、前記第1のNチャネルトランジスタ及び前記第1のPチャネルトランジスタのドレイン電流の和を求める第1の電流合成手段と、前記第2のNチャネルトランジスタ及び前記第2のPチャネルトランジスタのドレイン電流の和を求める第2の電流合成手段と、前記第1の電流合成手段の出力ノード及び前記第2の電流合成手段の出力ノードとがそれぞれ接続され、前記第1のNチャネルトランジスタ及び前記第1のPチャネルトランジスタのドレイン電流の和と、前記第2のNチャネルトランジスタ及び前記第2のPチャネルトランジスタのドレイン電流の和との大小を比較する比較手段と、を具備し、前記比較手段は、前記第2の電流合成手段の出力電流と、前記第1の電流合成手段の出力電流との差に基づいた電流を、出力ノードに出力し、前記出力された電流に対応する出力電圧を得ることを特徴とするコンパレータ回路。   An N-channel transistor differential pair including a first N-channel transistor to which a first input voltage is applied to the gate and a second N-channel transistor to which a second input voltage is applied to the gate, and a second to the gate A P-channel transistor differential pair including a first P-channel transistor to which the first input voltage is applied and a second P-channel transistor to which the first input voltage is applied to the gate; the first N-channel transistor; First current synthesis means for obtaining a sum of drain currents of the first P-channel transistor, and second current synthesis means for obtaining a sum of drain currents of the second N-channel transistor and the second P-channel transistor Are connected to the output node of the first current synthesis means and the output node of the second current synthesis means, respectively. Comparing means for comparing the sum of the drain currents of the N-channel transistor and the first P-channel transistor and the sum of the drain currents of the second N-channel transistor and the second P-channel transistor. The comparing means outputs a current based on the difference between the output current of the second current synthesizing means and the output current of the first current synthesizing means to the output node, and adds the output current to the output node. A comparator circuit characterized by obtaining a corresponding output voltage.

また、さらに、前記第1および第2のPチャネルトランジスタのソース電位と前記第1及び第2のNチャネルトランジスタのソース電位との間の電位差を第1及び第2の入力信号の電圧に従って制御することにより、前記差動対のトータルゲインを制御する制御手段をさらに具備する請求項1記載のコンパレータ回路。   Further, the potential difference between the source potential of the first and second P-channel transistors and the source potential of the first and second N-channel transistors is controlled according to the voltages of the first and second input signals. The comparator circuit according to claim 1, further comprising control means for controlling a total gain of the differential pair.

また、本発明の第1の観点に係るコンパレータ回路は、ゲートに第1の入力電圧が印加される第1のトランジスタとゲートに第2の入力電圧が印加される第2のトランジスタとを含む第1の差動対と、ゲートに第1の基準電圧が印加される第3のトランジスタとゲートに第2の基準電圧が印加される第4のトランジスタとを含む第2の差動対と、少なくとも第1及び第4のトランジスタのドレイン電流の和と少なくとも第2及び第3のトランジスタのドレイン電流の和とを比較することにより、第1の入力電圧と第2の入力電圧との差が第1の基準電圧と第2の基準電圧との差よりも大きいか小さいかを判定する比較手段とを具備する。   The comparator circuit according to the first aspect of the present invention includes a first transistor having a gate to which a first input voltage is applied and a second transistor having a gate to which a second input voltage is applied. A second differential pair including at least one differential pair, a third transistor having a first reference voltage applied to a gate and a fourth transistor having a second reference voltage applied to a gate; By comparing the sum of the drain currents of the first and fourth transistors with the sum of the drain currents of at least the second and third transistors, the difference between the first input voltage and the second input voltage is And comparing means for determining whether the difference between the reference voltage and the second reference voltage is larger or smaller.

また、本発明の第2の観点に係るコンパレータ回路は、ゲートに第1の入力電圧が印加される第1のNチャネルトランジスタとゲートに第2の入力電圧が印加される第2のNチャネルトランジスタとを含む第1のNチャネルトランジスタ差動対と、ゲートに第2の入力電圧が印加される第1のPチャネルトランジスタとゲートに第1の入力電圧が印加される第2のPチャネルトランジスタとを含む第1のPチャネルトランジスタ差動対と、第1のNチャネルトランジスタ及び第1のPチャネルトランジスタのドレイン電流の和を求める第1の電流合成手段と、第2のNチャネルトランジスタ及び第2のPチャネルトランジスタのドレイン電流の和を求める第2の電流合成手段と、ゲートに第1の基準電圧が印加される第3のNチャネルトランジスタとゲートに第2の基準電圧が印加される第4のNチャネルトランジスタとを含む第2のNチャネルトランジスタ差動対と、ゲートに第2の基準電圧が印加される第3のPチャネルトランジスタとゲートに第1の基準電圧が印加される第4のPチャネルトランジスタとを含む第2のPチャネルトランジスタ差動対と、第3のNチャネルトランジスタ及び第3のPチャネルトランジスタのドレイン電流の和を求める第3の電流合成手段と、第4のNチャネルトランジスタ及び第4のPチャネルトランジスタのドレイン電流の和を求める第4の電流合成手段と、第1及び第4の電流合成手段の出力電流の和と第2及び第3の電流合成手段の出力電流の和とを比較することにより、第1の入力電圧と第2の入力電圧との差が第1の基準電圧と第2の基準電圧との差よりも大きいか小さいかを判定する比較手段とを具備する。   The comparator circuit according to the second aspect of the present invention includes a first N-channel transistor in which a first input voltage is applied to a gate and a second N-channel transistor in which a second input voltage is applied to a gate. A first N-channel transistor differential pair including: a first P-channel transistor to which a second input voltage is applied to a gate; and a second P-channel transistor to which a first input voltage is applied to a gate; A first P-channel transistor differential pair including the first N-channel transistor, the first N-channel transistor and the first P-channel transistor, a first current synthesizing unit for obtaining a sum of drain currents, a second N-channel transistor and a second Second current synthesizing means for obtaining the sum of drain currents of the P-channel transistors, and a third N-channel transistor in which the first reference voltage is applied to the gate. A second N-channel transistor differential pair including a star and a fourth N-channel transistor to which a second reference voltage is applied to the gate; and a third P-channel transistor to which the second reference voltage is applied to the gate And a second P-channel transistor differential pair including a fourth P-channel transistor to which a first reference voltage is applied to the gate, and a sum of drain currents of the third N-channel transistor and the third P-channel transistor Third current synthesis means for obtaining the fourth current synthesis means for obtaining the sum of drain currents of the fourth N-channel transistor and the fourth P-channel transistor, and output currents of the first and fourth current synthesis means Is compared with the sum of the output currents of the second and third current combining means, so that the difference between the first input voltage and the second input voltage is the first reference voltage and the second output voltage. Comprising a determining comparing means whether greater or less than the difference between the reference voltage.

ここで、第1及び第2のPチャネルトランジスタのソース電位と第1及び第2のNチャネルトランジスタのソース電位との間の電位差を第1及び第2の入力信号の電圧に従って制御することにより、差動対のトータルゲインを制御する制御手段をさらに具備しても良い。   Here, by controlling the potential difference between the source potentials of the first and second P-channel transistors and the source potentials of the first and second N-channel transistors according to the voltages of the first and second input signals, Control means for controlling the total gain of the differential pair may be further provided.

以上において、比較手段が、ゲート電位を共通にし、各々のソースに差動対の出力が接続される2つの入力トランジスタを含む折り返しカスコード増幅回路で構成されるようにしても良い。   In the above, the comparison means may be constituted by a folded cascode amplifier circuit including two input transistors having a common gate potential and the outputs of the differential pair connected to each source.

上記構成によれば、2つの入力電圧の差を2つの基準電圧の差と比較することにより、2つの入力電圧の差が設定値よりも大きいか小さいかを判定することができる。また、トランジスタの差動対は応答速度が速く、IC化にも適しているため、半導体集積回路において高速なウィンドウ電圧コンパレータを実現することができる。   According to the above configuration, it is possible to determine whether the difference between the two input voltages is larger or smaller than the set value by comparing the difference between the two input voltages with the difference between the two reference voltages. In addition, since the differential pair of transistors has a high response speed and is suitable for IC implementation, a high-speed window voltage comparator can be realized in a semiconductor integrated circuit.

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るコンパレータ回路の構成を示す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a comparator circuit according to an embodiment of the present invention.

図1に示すように、このコンパレータ回路は、入力電圧VA及びVBが印加されるトランジスタの差動対1と、基準電圧VW1及びVW2が印加されるトランジスタの差動対2と、これらの差動対の出力電流を比較するための増幅回路3とを含んでいる。ここで、基準電圧VW1とVW2との差が設定値を表している。 As shown in FIG. 1, the comparator circuit includes a differential pair 1 of transistors to which input voltages V A and V B are applied, a differential pair 2 of transistors to which reference voltages V W1 and V W2 are applied, An amplifier circuit 3 for comparing the output currents of these differential pairs is included. Here, the difference between the reference voltages V W1 and V W2 represents the set value.

差動対1において、第1のトランジスタは電流I11を出力し、第2のトランジスタは電流I12を出力する。また、差動対2において、第3のトランジスタは電流I21を出力し、第4のトランジスタは電流I22を出力する。増幅回路3は、電流I11と電流I22との和(I11+I22)と、電流I12と電流I21との和(I12+I21)とを比較することにより、入力電圧VAとVBとの差が基準電圧VW1とVW2との差よりも大きいか小さいかを判定し、その結果を出力電圧VOUTとして出力する。 In the differential pair 1, the first transistor outputs a current I 11 and the second transistor outputs a current I 12 . In the differential pair 2, the third transistor outputs a current I 21 and the fourth transistor outputs a current I 22 . The amplifier circuit 3 compares the input voltage V A by comparing the sum of the current I 11 and the current I 22 (I 11 + I 22 ) with the sum of the current I 12 and the current I 21 (I 12 + I 21 ). And V B is determined whether it is larger or smaller than the difference between the reference voltages V W1 and V W2, and the result is output as the output voltage V OUT .

増幅回路3は、折り返しカスコード接続された増幅回路である。増幅回路3において、PチャネルトランジスタQP13とQP14のゲートには、バイアス電圧VB1が印加されており、これらのトランジスタは所定のドレイン電流を供給する。トランジスタQP13とQP14には、PチャネルトランジスタQP11とQP12がそれぞれカスコード接続されている。また、PチャネルトランジスタQP11とQP12のゲートには、バイアス電圧VB2が印加されている。さらに、トランジスタQP11のソースには、差動対1に含まれる第1のトランジスタ及び差動対2に含まれる第4のトランジスタのドレインが接続されている。また、トランジスタQP12のソースには、差動対1に含まれる第2のトランジスタ及び差動対2に含まれる第3のトランジスタのドレインが接続されている。 The amplifying circuit 3 is an amplifying circuit connected in a folded cascode. In the amplifier circuit 3, a bias voltage V B1 is applied to the gates of the P-channel transistors QP13 and QP14, and these transistors supply a predetermined drain current. P-channel transistors QP11 and QP12 are cascode-connected to the transistors QP13 and QP14, respectively. A bias voltage V B2 is applied to the gates of the P-channel transistors QP11 and QP12. Further, the drain of the first transistor included in the differential pair 1 and the drain of the fourth transistor included in the differential pair 2 are connected to the source of the transistor QP11. The drain of the second transistor included in the differential pair 1 and the drain of the third transistor included in the differential pair 2 are connected to the source of the transistor QP12.

トランジスタQP11とQP12は、差動対1と2の出力電流の和を増幅して、ドレインから出力する。
トランジスタQP11とQP12にそれぞれ接続されているNチャネルトランジスタQN11とQN12は、カレントミラーを構成しており、QN12のドレイン電流はトランジスタQP11のドレイン電流と等しくなる。これにより、トランジスタQP11の出力が折り返えされてトランジスタQP12の出力と合成され、トランジスタQP12とQN12のドレインにおいて、電流(I11+I22)と電流(I12+I21)との差に対応する出力電圧VOUTが得られる。この増幅回路は、電流入力タイプとなっているので、電圧飽和が起こり難いという特徴を有している。
The transistors QP11 and QP12 amplify the sum of the output currents of the differential pairs 1 and 2 and output from the drain.
N-channel transistors QN11 and QN12 connected to transistors QP11 and QP12 respectively constitute a current mirror, and the drain current of QN12 is equal to the drain current of transistor QP11. As a result, the output of the transistor QP11 is folded back and combined with the output of the transistor QP12, which corresponds to the difference between the current (I 11 + I 22 ) and the current (I 12 + I 21 ) at the drains of the transistors QP12 and QN12. An output voltage V OUT is obtained. Since this amplifier circuit is a current input type, it has a feature that voltage saturation hardly occurs.

すなわち、出力ノードには、QP12のドレイン電流とQP11のドレイン電流との差の電流が出力される。その結果、QP12のドレイン電流とQP11のドレイン電流との差に対応した出力電圧VOUTが得られる。 In other words, the difference between the drain current of QP12 and the drain current of QP11 is output to the output node. As a result, an output voltage VOUT corresponding to the difference between the drain current of QP12 and the drain current of QP11 is obtained.

次に、本実施形態に係るコンパレータ回路において用いる差動対の回路構成について詳しく説明する。
図2は、図1に示す差動対1の具体的な回路構成例を示す図である。差動対2についても、同様の回路構成を使用できる。
Next, the circuit configuration of the differential pair used in the comparator circuit according to the present embodiment will be described in detail.
FIG. 2 is a diagram showing a specific circuit configuration example of the differential pair 1 shown in FIG. A similar circuit configuration can be used for the differential pair 2.

図2に示すように、差動対1には、入力電圧が高いときに動作するNチャネルトランジスタ差動対を構成するNチャネルトランジスタQN1及びQN2と、入力電圧が低いときに動作するPチャネルトランジスタ差動対を構成するPチャネルトランジスタQP1及びQP2とが含まれている。   As shown in FIG. 2, the differential pair 1 includes N-channel transistors QN1 and QN2 constituting an N-channel transistor differential pair that operates when the input voltage is high, and a P-channel transistor that operates when the input voltage is low. P-channel transistors QP1 and QP2 constituting a differential pair are included.

入力電圧が高いときに動作するNチャネルトランジスタ差動対においては、トランジスタQN1のゲートに入力電圧VAが印加され、トランジスタQN2のゲートに入力電圧VBが印加される。また、トランジスタQN1とQN2のソースには、ゲートにバイアス電圧VB4が印加されたNチャネルトランジスタQN5が接続されている。トランジスタQN1のドレイン電流は出力電流I11の一部となり、トランジスタQN2のドレイン電流は出力電流I12の一部となる。 In an N-channel transistor differential pair that operates when the input voltage is high, input voltage V A is applied to the gate of transistor QN1, and input voltage V B is applied to the gate of transistor QN2. The sources of the transistors QN1 and QN2 are connected to an N-channel transistor QN5 having a bias voltage V B4 applied to the gate. The drain current of the transistor QN1 becomes part of the output current I 11, the drain current of the transistor QN2 becomes part of the output current I 12.

入力電圧が低いときに動作するPチャネルトランジスタ差動対においては、トランジスタQP1のゲートに入力電圧VBが印加され、トランジスタQP2のゲートに入力電圧VAが印加される。また、トランジスタQP1とQP2のソースには、ゲートにバイアス電圧VB3が印加されたPチャネルトランジスタQP5から電流が供給される。トランジスタQP1のドレイン電流は、カレントミラーを構成するNチャネルトランジスタQN6とQN7によって、出力電流I11の一部となる。また、トランジスタQP2のドレイン電流は、カレントミラーを構成するNチャネルトランジスタQN8とQN9によって、出力電流I12の一部となる。 In the P-channel transistor differential pair that operates when the input voltage is low, the input voltage V B is applied to the gate of the transistor QP1, and the input voltage V A is applied to the gate of the transistor QP2. Further, current is supplied to the sources of the transistors QP1 and QP2 from a P-channel transistor QP5 having a bias voltage V B3 applied to its gate. The drain current of the transistor QP1 becomes part of the output current I 11 by the N-channel transistors QN6 and QN7 constituting the current mirror. Further, the drain current of the transistor QP2 becomes a part of the output current I 12 by the N-channel transistors QN8 and QN9 constituting the current mirror.

なお、入力電圧が高くもなく低くもないときには、Nチャネルトランジスタ差動対とPチャネルトランジスタ差動対との両方が動作して、差動対のトータルゲインが増加してしまう。これを防止するために、PチャネルトランジスタQP3及びQP4とNチャネルトランジスタQN3及びQN4とによって構成される回路を設けて、Nチャネルトランジスタ差動対のソース電位とPチャネルトランジスタ差動対のソース電位との間の電位差を制御することにより、差動対のトータルゲインを低下させている。このようにすれば、広い入力電圧範囲に対して、一定のゲインで差動増幅を行い、正確に入力電圧を出力電流に変換することができる。   When the input voltage is neither high nor low, both the N-channel transistor differential pair and the P-channel transistor differential pair operate and the total gain of the differential pair increases. In order to prevent this, a circuit constituted by P-channel transistors QP3 and QP4 and N-channel transistors QN3 and QN4 is provided, and the source potential of the N-channel transistor differential pair and the source potential of the P-channel transistor differential pair are By controlling the potential difference between the two, the total gain of the differential pair is reduced. In this way, differential amplification can be performed with a constant gain over a wide input voltage range, and the input voltage can be accurately converted into an output current.

以上述べた様に、本発明によれば、2つの入力電圧の差を2つの基準電圧の差と比較することにより、2つの入力電圧の差が設定値よりも大きいか小さいかを判定することができる。また、トランジスタの差動対は応答速度が速く、IC化にも適しているため、半導体集積回路において高速なウィンドウ電圧コンパレータを実現することができる。   As described above, according to the present invention, it is determined whether the difference between the two input voltages is larger or smaller than the set value by comparing the difference between the two input voltages with the difference between the two reference voltages. Can do. In addition, since the differential pair of transistors has a high response speed and is suitable for IC implementation, a high-speed window voltage comparator can be realized in a semiconductor integrated circuit.

本発明の一実施形態に係るコンパレータ回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the comparator circuit which concerns on one Embodiment of this invention. 図1に示す差動対1の具体的な回路構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a specific circuit configuration example of a differential pair 1 illustrated in FIG. 1. 従来のウィンドウ電圧コンパレータの一般的な構成を示す図である。It is a figure which shows the general structure of the conventional window voltage comparator.

符号の説明Explanation of symbols

1、2 差動対
3 増幅回路
QP1〜QP14 Pチャネルトランジスタ
QN1〜QN12 Nチャネルトランジスタ
1, 2 Differential pair 3 Amplifier circuit QP1 to QP14 P channel transistor QN1 to QN12 N channel transistor

Claims (2)

ゲートに第1の入力電圧が印加される第1のNチャネルトランジスタとゲートに第2の入力電圧が印加される第2のNチャネルトランジスタとを含むNチャネルトランジスタ差動対と、
ゲートに第2の入力電圧が印加される第1のPチャネルトランジスタとゲートに第1の入力電圧が印加される第2のPチャネルトランジスタとを含むPチャネルトランジスタ差動対と、
前記第1のNチャネルトランジスタ及び前記第1のPチャネルトランジスタのドレイン電流の和を求める第1の電流合成手段と、
前記第2のNチャネルトランジスタ及び前記第2のPチャネルトランジスタのドレイン電流の和を求める第2の電流合成手段と、
前記第1の電流合成手段の出力ノード及び前記第2の電流合成手段の出力ノードとがそれぞれ接続され、前記第1のNチャネルトランジスタ及び前記第1のPチャネルトランジスタのドレイン電流の和と、前記第2のNチャネルトランジスタ及び前記第2のPチャネルトランジスタのドレイン電流の和との大小を比較する比較手段と、を具備し、
前記比較手段は、前記第2の電流合成手段の出力電流と、前記第1の電流合成手段の出力電流との差に基づいた電流を、出力ノードに出力し、前記出力された電流に対応する出力電圧を得ることを特徴とするコンパレータ回路。
An N-channel transistor differential pair including a first N-channel transistor having a first input voltage applied to the gate and a second N-channel transistor having a second input voltage applied to the gate;
A P-channel transistor differential pair including a first P-channel transistor to which a second input voltage is applied to the gate and a second P-channel transistor to which the first input voltage is applied to the gate;
First current synthesis means for obtaining a sum of drain currents of the first N-channel transistor and the first P-channel transistor;
Second current synthesis means for obtaining a sum of drain currents of the second N-channel transistor and the second P-channel transistor;
An output node of the first current synthesis unit and an output node of the second current synthesis unit are respectively connected, and a sum of drain currents of the first N-channel transistor and the first P-channel transistor, Comparing means for comparing the magnitude of the second N-channel transistor and the sum of the drain currents of the second P-channel transistor,
The comparison unit outputs a current based on a difference between the output current of the second current synthesis unit and the output current of the first current synthesis unit to an output node, and corresponds to the output current. A comparator circuit characterized by obtaining an output voltage.
前記第1および第2のPチャネルトランジスタのソース電位と前記第1および第2のNチャネルトランジスタのソース電位との間の電位差を第1及び第2の入力信号の電圧に従って制御することにより、前記差動対のトータルゲインを制御する制御手段をさらに具備する請求項1記載のコンパレータ回路。
By controlling the potential difference between the source potentials of the first and second P-channel transistors and the source potentials of the first and second N-channel transistors according to the voltages of the first and second input signals, 2. The comparator circuit according to claim 1, further comprising control means for controlling a total gain of the differential pair.
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