JP2013046207A - チョッパ型コンパレータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本実施の形態に係るチョッパ型コンパレータは、一方端に入力電圧Vinが入力する第1のスイッチ10と、一方端に電圧Vrefが入力する第2のスイッチ16と、一方端が第1のスイッチ10の他方端と電気的に接続されるコンデンサ28と、一方端が第2のスイッチ16の他方端と電気的に接続され、他方端がコンデンサ28の一方端と電気的に接続される第1のダミースイッチ22と、一方端がコンデンサ28の他方端と電気的に接続し、他方端から出力電圧Voutを出力するインバータ30と、一方端がインバータ30の一方端、及びコンデンサ28の他方端、と電気的に接続する第2のダミースイッチ36と、一方端が第2のダミースイッチ36の他方端と電気的に接続し、他方端がインバータ30の他方端と電気的に接続する第3のスイッチ42と、を備える。
【選択図】図1
Description
実施の形態に係るチョッパ型コンパレータは、一方端に第1の電圧が入力し、P型トランジスタ及びN型トランジスタを含んで構成される第1のスイッチと、一方端に第2の電圧が入力し、P型トランジスタ及びN型トランジスタを含んで構成される第2のスイッチと、一方端が第1のスイッチの他方端と電気的に接続されるコンデンサと、一方端が第2のスイッチの他方端と電気的に接続され、他方端がコンデンサの一方端と電気的に接続され、P型トランジスタ及びN型トランジスタを含んで構成される第1のダミースイッチと、一方端がコンデンサの他方端と電気的に接続し、他方端から第3の電圧を出力するインバータと、一方端がインバータの一方端、及びコンデンサの他方端、と電気的に接続し、P型トランジスタ及びN型トランジスタを含んで構成される第2のダミースイッチと、一方端が第2のダミースイッチの他方端と電気的に接続し、他方端がインバータの他方端と電気的に接続し、P型トランジスタ及びN型トランジスタを含んで構成される第3のスイッチと、を備える。
(チョッパ型コンパレータ1の構成)
図1(a)は、実施の形態に係るチョッパ型コンパレータの回路図であり、(b)は、比較例に係るチョッパ型コンパレータの回路図である。
各スイッチを構成するPMOS及びNMOSは、ゲートとソース、ゲートとドレインとが、酸化膜等の絶縁膜を介して対向している構造を備えていることから、寄生容量が形成される。図1(a)及び(b)は、主な寄生容量を点線で示している。この寄生容量の影響は、クロックフィールドスルーと言われ、スイッチの切り替えの際に、ノイズ信号として現れる。つまり、このノイズ信号の影響により、チョッパ型コンパレータは、アナログ信号をデジタル信号に変換するとき、入力された電圧と異なる電圧を変換することとなり、変換の精度が低下する可能性がある。
比較例に係るチョッパ型コンパレータ6は、例えば、図1(b)に示すように、第1のスイッチ60及び第2のスイッチ66の一方端が、コンデンサ72の一方端に電気的に接続されている。また、チョッパ型コンパレータ6は、コンデンサ72の他方端に、インバータ74の一方端が電気的に接続されている。さらに、チョッパ型コンパレータ6は、インバータ74の一方端と他方端に電気的に接続する第3のスイッチ80を備えている。
まず、チョッパ型コンパレータ6は、基準電圧Vcを形成させるため、制御信号に基づいて、第1のスイッチ60をオフ、第2のスイッチ66及び第3のスイッチ80をオンさせる。この際、インバータ74の入力と出力が、第3のスイッチ80を介して短絡する。
まず、第1のスイッチ10をオフ、第2のスイッチ16及び第3のスイッチ42をオンして、基準電圧Vcを形成する。この際、第1のダミースイッチ22及び第2のダミースイッチ36は、第2のスイッチ16及び第3のスイッチ42とは反対の動作を行うが、短絡しているので導通している。
本実施の形態に係るチョッパ型コンパレータ1は、第1のダミースイッチ22及び第2のダミースイッチ36を備えているので、第2のスイッチ16及び第3のスイッチ42の寄生容量に起因するオフセット電圧を低減することができる。
6…チョッパ型コンパレータ
10…第1のスイッチ
12…PMOS
14…NMOS
16…第2のスイッチ
18…PMOS
20…NMOS
22…第1のダミースイッチ
24…PMOS
26…NMOS
28…コンデンサ
30…インバータ
32…PMOS
34…NMOS
36…第2のダミースイッチ
38…PMOS
40…NMOS
42…第3のスイッチ
44…PMOS
46…NMOS
60…第1のスイッチ
62…PMOS
64…NMOS
66…第2のスイッチ
68…PMOS
70…NMOS
72…コンデンサ
74…インバータ
76…PMOS
78…NMOS
80…第3のスイッチ
82…PMOS
84…NMOS
Claims (4)
- 一方端に第1の電圧が入力し、P型トランジスタ及びN型トランジスタを含んで構成される第1のスイッチと、
一方端に第2の電圧が入力し、P型トランジスタ及びN型トランジスタを含んで構成される第2のスイッチと、
一方端が前記第1のスイッチの他方端と電気的に接続されるコンデンサと、
一方端が前記第2のスイッチの他方端と電気的に接続され、他方端が前記コンデンサの前記一方端と電気的に接続され、P型トランジスタ及びN型トランジスタを含んで構成される第1のダミースイッチと、
一方端が前記コンデンサの他方端と電気的に接続し、他方端から第3の電圧を出力するインバータと、
一方端が前記インバータの前記一方端、及び前記コンデンサの前記他方端、と電気的に接続し、P型トランジスタ及びN型トランジスタを含んで構成される第2のダミースイッチと、
一方端が前記第2のダミースイッチの他方端と電気的に接続し、他方端が前記インバータの前記他方端と電気的に接続し、P型トランジスタ及びN型トランジスタを含んで構成される第3のスイッチと、
を備えたチョッパ型コンパレータ。 - 前記第1のダミースイッチのソースとドレイン間、及び前記第2のダミースイッチのソースとドレイン間は、短絡している請求項1に記載のチョッパ型コンパレータ。
- 前記第1のダミースイッチの前記P型トランジスタのゲートとソース間の寄生容量と、ゲートとドレイン間の寄生容量と、を加算した寄生容量は、前記第2のスイッチの前記P型トランジスタのゲートとドレイン間の寄生容量にほぼ等しく、
前記第1のダミースイッチの前記N型トランジスタのゲートとソース間の寄生容量と、ゲートとドレイン間の寄生容量と、を加算した寄生容量は、前記第2のスイッチの前記N型トランジスタのゲートとドレイン間の寄生容量にほぼ等しい請求項2に記載のチョッパ型コンパレータ。 - 前記第2のダミースイッチの前記P型トランジスタのゲートとソース間の寄生容量と、ゲートとドレイン間の寄生容量と、を加算した寄生容量は、前記第3のスイッチの前記P型トランジスタのゲートとドレイン間の寄生容量と、前記インバータを構成するP型トランジスタのゲートとソース間の寄生容量と、を加算した寄生容量にほぼ等しく、
前記第2のダミースイッチの前記N型トランジスタのゲートとソース間の寄生容量と、ゲートとドレイン間の寄生容量と、を加算した寄生容量は、前記第3のスイッチの前記N型トランジスタのゲートとドレイン間の寄生容量と、前記インバータを構成するN型トランジスタのゲートとソース間の寄生容量と、を加算した寄生容量にほぼ等しい請求項3に記載のチョッパ型コンパレータ。
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