JP2023083889A - comparator - Google Patents

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晴彦 吉田
Haruhiko Yoshida
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Abstract

To provide a comparator which has improved response characteristics without increasing a circuit current.SOLUTION: If a current flowing in a load resistor R2 is higher than a current flowing in a load resistor R1, then a shunt circuit 4 shunts a current flowing in a transistor M4 and flows a shunted portion of the current to the load resistor R1. Meanwhile, if the current flowing in the load resistor R1 is higher than the current flowing in the load resistor R2, then the shunt circuit shunts a current flowing in a transistor M3 and flows a shunted portion of the current to the load resistor R2.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、コンパレータに関する。 The present invention relates to comparators.

地球温暖化の原因は、COのような温暖効果ガスの濃度上昇により、大気の温室効果が強まったことによると考えられており、通信情報化社会の急速な進展に伴い、電子機器の低消費電力化も大きな課題になってきている。電子機器には多くの半導体集積回路が使用されており、半導体集積回路に幅広く使われるコンパレータは、応答速度と消費電流が主要な性能として挙げられる。コンパレータの応答速度と消費電流は反比例の関係にあることから、消費電流を増加させずに入力信号に対する応答特性を改善し、地球温暖化の抑制に貢献しようとするものである。 Global warming is thought to be caused by the increased concentration of greenhouse gases such as CO2 , which intensified the greenhouse effect of the atmosphere. Power consumption is also becoming a big issue. A large number of semiconductor integrated circuits are used in electronic equipment, and response speed and current consumption are the main performance characteristics of comparators, which are widely used in semiconductor integrated circuits. Since the response speed and current consumption of a comparator are in inverse proportion to each other, it is intended to improve the response characteristics to an input signal without increasing the current consumption, thereby contributing to the suppression of global warming.

半導体集積回路に用いられるコンパレータとして、図6に示すような回路が知られている(例えば特許文献1など参照)。図6に示されているコンパレータ100は、差動入力部102と、フォールデッドカスコード部103と、出力回路105を主たる構成要素として構成される。 A circuit as shown in FIG. 6 is known as a comparator used in a semiconductor integrated circuit (see, for example, Patent Document 1). A comparator 100 shown in FIG. 6 includes a differential input section 102, a folded cascode section 103, and an output circuit 105 as main components.

差動入力部102は、ソースが共通接続された差動トランジスタM1,M2と、そのドレインに各々接続された負荷抵抗器R1,R2と、トランジスタM1,M2の共通ソースと正電源電圧VDDとの間に接続された定電流源21とにより構成されている。 The differential input unit 102 includes differential transistors M1 and M2 whose sources are commonly connected, load resistors R1 and R2 respectively connected to their drains, a common source of the transistors M1 and M2, and a positive power supply voltage VDD. and a constant current source 21 connected between them.

フォールデッドカスコード部103は、負荷抵抗器R1,R2と各々ソースが接続されたトランジスタM3,M4と、そのドレインと正電源電圧VDDとの間に各々接続された定電流源31,32と、ゲート及びドレインがトランジスタM4のドレインに接続され、ソースがトランジスタM4のゲートに接続されたトランジスタM5とを有している。フォールデッドカスコード部103においては、トランジスタM3とトランジスタM4とをカレントミラー接続して、トランジスタM4のドレインと定電流源32との接続ノードより、出力を取り出すように構成されている。 The folded cascode unit 103 includes transistors M3 and M4 whose sources are connected to the load resistors R1 and R2, constant current sources 31 and 32 respectively connected between their drains and the positive power supply voltage VDD, and a gate. and a transistor M5 whose drain is connected to the drain of transistor M4 and whose source is connected to the gate of transistor M4. In the folded cascode section 103, the transistor M3 and the transistor M4 are current-mirror-connected, and an output is taken out from the connection node between the drain of the transistor M4 and the constant current source 32. FIG.

また、トランジスタM5は、トランジスタM6のゲート電位の上昇を抑制し、伝搬遅延時間が短縮されると共に、伝搬遅延時間の電源電圧依存性を改善させている(例えば、非特許文献1など参照)。 Further, the transistor M5 suppresses an increase in the gate potential of the transistor M6, shortens the propagation delay time, and improves the power supply voltage dependency of the propagation delay time (see, for example, Non-Patent Document 1).

出力回路105は、ゲートがフォールデッドカスコード部103の出力に接続され、ソースが負電源電圧VSSに接続されたトランジスタM6と、そのドレインと正電源電圧VDDとの間に接続された定電流源51とからなり、トランジスタM6と定電流源51との接続ノードより、出力信号VOUTを取り出すように構成されている。 The output circuit 105 includes a transistor M6 having a gate connected to the output of the folded cascode section 103 and a source connected to the negative power supply voltage VSS, and a constant current source 51 connected between the drain and the positive power supply voltage VDD. , and is configured to take out the output signal VOUT from the connection node between the transistor M6 and the constant current source 51. FIG.

特許第4677284号公報Japanese Patent No. 4677284

吉田晴彦著 CMOSアナログIC回路の実務設計 CQ出版社 2010年 (p144、図4.10)Haruhiko Yoshida, Practical Design of CMOS Analog IC Circuits, CQ Publisher, 2010 (p144, Figure 4.10)

上述の構成を有する従来のコンパレータは、応答特性を改善するためには、回路電流を増加させないといけないという課題があった。 A conventional comparator having the above configuration has a problem that the circuit current must be increased in order to improve the response characteristics.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回路電流を増加させることなく、応答特性を改善したコンパレータを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a comparator with improved response characteristics without increasing the circuit current.

前述した目的を達成するために、本発明に係るコンパレータは、下記[1]~[9]を特徴としている。
[1]
第1の入力電位及び第2の入力電位に応じた電流比の電流が各々流れる第1の差動トランジスタ及び第2の差動トランジスタと、
前記第1の差動トランジスタに直列接続された第1の負荷抵抗器と、
前記第2の差動トランジスタに直列接続された第2の負荷抵抗器とを有する差動入力部と、
前記第1の差動トランジスタにフォールデッドカスコード接続された第3のトランジスタと、前記第2の差動トランジスタにフォールデッドカスコード接続された第4のトランジスタとを有し、前記第3のトランジスタが第1の出力段を構成し、前記第4のトランジスタが第2の出力段を構成するフォールデッドカスコード部と、
前記第1の出力段及び前記第2の出力段の出力に接続されて出力信号を出力する出力回路とを備えたコンパレータであって、
前記第1の負荷抵抗器に流れる電流よりも前記第2の負荷抵抗器に流れる電流が多い場合、前記第4のトランジスタに流れる電流を分流して前記第1の負荷抵抗器に流すと共に、前記第2の負荷抵抗器に流れる電流よりも前記第1の負荷抵抗器に流れる電流が多い場合、前記第3のトランジスタに流れる電流を分流して前記第2の負荷抵抗器に流す分流回路を有する、
コンパレータであること。
[2]
[1]に記載のコンパレータであって、
前記分流回路は、
前記第1の出力段の出力と前記第2の出力段の出力との間に接続され、ゲート又はベースが前記第3のトランジスタ及び前記第4のトランジスタのゲートに接続された第5のトランジスタを有する、
コンパレータであること。
[3]
[2]に記載のコンパレータであって、
前記分流回路は、
前記第1の出力段の出力と前記第2の出力段の出力との間に接続され、ゲート又はベースが前記第3のトランジスタ及び前記第4のトランジスタのゲートに接続された第6のトランジスタを有し、
前記第1の出力段の出力には、前記第5のトランジスタのドレイン又はコレクタと、前記第6のトランジスタのソース又はエミッタとが接続され、
前記第2の出力段の出力には、前記第5のトランジスタのソース又はエミッタと、前記第6のトランジスタのドレイン又はコレクタとが接続された、
コンパレータであること。
[4]
[1]~[3]の何れか1項に記載のコンパレータであって、
前記フォールデッドカスコード部は、前記第3のトランジスタ及び前記第4のトランジスタの共通接続されたゲート又はベースと、電源電圧との間に接続された第3の抵抗器を有する、
コンパレータであること。
[5]
[1]~[4]の何れか1項に記載のコンパレータであって、
前記出力回路は、
前記第1の出力段の出力がゲート又はベースに接続された第7のトランジスタと、
前記第2の出力段の出力がゲート又はベースに接続された第8のトランジスタと、
前記第8のトランジスタと直列接続され、ゲート又はベースが前記第7のトランジスタのドレイン又はコレクタに接続された第9のトランジスタとを有し、
前記第8のトランジスタと前記第9のトランジスタの接続点から前記出力信号を出力する、
コンパレータであること。
[6]
[5]に記載のコンパレータであって、
前記出力回路は、
前記第7のトランジスタと直列接続され、ゲートが前記第8のトランジスタと前記第9のトランジスタの接続点に接続された第10のトランジスタを有する、
コンパレータであること。
[7]
[5]又は[6]に記載のコンパレータであって、
前記第7のトランジスタ及び前記第8のトランジスタの閾値電圧が、前記第3のトランジスタ、前記第4のトランジスタの閾値電圧よりも低い、
コンパレータであること。
[8]
[1]~[7]の何れか1項に記載のコンパレータであって、
前記トランジスタの少なくとも1つが、電界効果トランジスタから構成されている、
コンパレータであること。
[9]
[1]~[8]の何れか1項に記載のコンパレータであって、
前記トランジスタの少なくとも1つが、バイポーラトランジスタから構成されている、
コンパレータであること。
In order to achieve the above object, a comparator according to the present invention is characterized by the following [1] to [9].
[1]
a first differential transistor and a second differential transistor through which currents having a current ratio corresponding to the first input potential and the second input potential flow respectively;
a first load resistor connected in series with the first differential transistor;
a differential input having a second load resistor connected in series with the second differential transistor;
a third transistor folded-cascode-connected to the first differential transistor; and a fourth transistor folded-cascode-connected to the second differential transistor, the third transistor being the third transistor. a folded cascode unit that constitutes one output stage and the fourth transistor constitutes a second output stage;
A comparator comprising an output circuit connected to the outputs of the first output stage and the second output stage and outputting an output signal,
When the current flowing through the second load resistor is larger than the current flowing through the first load resistor, the current flowing through the fourth transistor is shunted to flow through the first load resistor, and a shunt circuit for shunting the current flowing through the third transistor and flowing it through the second load resistor when the current flowing through the first load resistor is larger than the current flowing through the second load resistor; ,
Be a comparator.
[2]
The comparator according to [1],
The shunt circuit is
a fifth transistor connected between the output of the first output stage and the output of the second output stage, the gate or base of which is connected to the gates of the third transistor and the fourth transistor; have
Be a comparator.
[3]
The comparator according to [2],
The shunt circuit is
a sixth transistor connected between the output of the first output stage and the output of the second output stage, the gate or base of which is connected to the gates of the third transistor and the fourth transistor; have
the drain or collector of the fifth transistor and the source or emitter of the sixth transistor are connected to the output of the first output stage;
The output of the second output stage is connected to the source or emitter of the fifth transistor and the drain or collector of the sixth transistor,
Be a comparator.
[4]
The comparator according to any one of [1] to [3],
The folded cascode section has a third resistor connected between the commonly connected gates or bases of the third transistor and the fourth transistor and a power supply voltage.
Be a comparator.
[5]
The comparator according to any one of [1] to [4],
The output circuit is
a seventh transistor having the gate or base connected to the output of the first output stage;
an eighth transistor having the gate or base connected to the output of the second output stage;
a ninth transistor connected in series with the eighth transistor and having a gate or base connected to the drain or collector of the seventh transistor;
outputting the output signal from a connection point between the eighth transistor and the ninth transistor;
Be a comparator.
[6]
The comparator according to [5],
The output circuit is
a tenth transistor connected in series with the seventh transistor and having a gate connected to a connection point between the eighth transistor and the ninth transistor;
Be a comparator.
[7]
The comparator according to [5] or [6],
threshold voltages of the seventh transistor and the eighth transistor are lower than threshold voltages of the third transistor and the fourth transistor;
Be a comparator.
[8]
The comparator according to any one of [1] to [7],
at least one of said transistors is composed of a field effect transistor;
Be a comparator.
[9]
The comparator according to any one of [1] to [8],
at least one of said transistors is composed of a bipolar transistor;
Be a comparator.

本発明によれば、回路電流を増加させることなく、応答特性を改善したコンパレータを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a comparator with improved response characteristics without increasing circuit current.

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という。)を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。 The present invention has been briefly described above. Furthermore, the details of the present invention will be further clarified by reading the following detailed description of the invention (hereinafter referred to as "embodiment") with reference to the accompanying drawings. .

図1は、第1実施形態における本発明のコンパレータを示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing the comparator of the present invention in the first embodiment. 図2は、第2実施形態における本発明のコンパレータを示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing the comparator of the present invention in the second embodiment. 図3は、第3実施形態における本発明のコンパレータを示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing the comparator of the present invention in the third embodiment. 図4は、第4実施形態における本発明のコンパレータを示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing the comparator of the present invention in the fourth embodiment. 図5は、第5実施形態における本発明のコンパレータを示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing the comparator of the present invention in the fifth embodiment. 図6は、従来のコンパレータの一例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of a conventional comparator.

本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。 Specific embodiments relating to the present invention will be described below with reference to each drawing.

(第1実施形態)
まず、第1実施形態のコンパレータ1について図1を参照して説明する。同図に示すように、コンパレータ1は、反転入力端子T11に入力された反転入力電位INM(=第1の入力電位)と非反転入力端子T12に入力された非反転入力電位INP(=第2の入力電位)とを比較し、その比較結果を出力端子T3から出力する。コンパレータ1は、差動入力部2と、フォールデッドカスコード部3と、分流回路4と、出力回路5とを備えている。
(First embodiment)
First, the comparator 1 of the first embodiment will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the comparator 1 has an inverting input potential INM (=first input potential) input to the inverting input terminal T11 and a non-inverting input potential INP (=second input potential) input to the non-inverting input terminal T12. input potential) and the comparison result is output from the output terminal T3. The comparator 1 includes a differential input section 2 , a folded cascode section 3 , a shunt circuit 4 and an output circuit 5 .

差動入力部2は、ソースが共通接続された差動トランジスタM1(=第1の差動トランジスタ)、差動トランジスタM2(=第2の差動トランジスタ)と、そのドレインに各々接続された負荷抵抗器R1(=第1の負荷抵抗器)、負荷抵抗器R2(=第2の負荷抵抗器)と、定電流源21とを備える。 The differential input unit 2 includes a differential transistor M1 (=first differential transistor) and a differential transistor M2 (=second differential transistor) whose sources are commonly connected, and loads connected to their drains. A resistor R1 (=first load resistor), a load resistor R2 (=second load resistor), and a constant current source 21 are provided.

差動トランジスタM1,M2は、Pチャンネルの電界効果トランジスタから構成されている。差動トランジスタM1のゲートは、反転入力端子T11に接続され、差動トランジスタM2のゲートは、非反転入力端子T12に接続されている。差動トランジスタM1,M2のソースは共通接続され、定電流源21に接続されている。 The differential transistors M1 and M2 are composed of P-channel field effect transistors. The gate of the differential transistor M1 is connected to the inverting input terminal T11, and the gate of the differential transistor M2 is connected to the non-inverting input terminal T12. Sources of the differential transistors M1 and M2 are connected in common and connected to the constant current source 21 .

負荷抵抗器R1は、差動トランジスタM1に直列接続されている。詳しく説明すると、負荷抵抗器R1は、差動トランジスタM1のドレインと負電源端子T22との間に接続されている。負電源端子T22には負電源電圧VSSが供給されている。負荷抵抗器R2は、差動トランジスタM2に直列接続されている。詳しく説明すると、負荷抵抗器R2は、差動トランジスタM2のドレインと負電源端子T22との間に接続されている。 A load resistor R1 is connected in series with the differential transistor M1. Specifically, load resistor R1 is connected between the drain of differential transistor M1 and negative power supply terminal T22. A negative power supply voltage VSS is supplied to the negative power supply terminal T22. A load resistor R2 is connected in series with the differential transistor M2. Specifically, load resistor R2 is connected between the drain of differential transistor M2 and negative power supply terminal T22.

定電流源21は、正電源端子T21と共通接続された差動トランジスタM1,M2のソースとの間に接続される。正電源端子T21には、正電源電圧VDDが供給されている。差動入力部2は、定電流源21が供給する定電流I1を差動トランジスタM1,M2に分流する。差動トランジスタM1,M2に流れる電流の電流比(分流比)は、反転入力端子T11に入力される反転入力電位INM、非反転入力端子T12に入力される非反転入力電位INPに応じた値となる。 The constant current source 21 is connected between the positive power supply terminal T21 and the sources of the commonly connected differential transistors M1 and M2. A positive power supply voltage VDD is supplied to the positive power supply terminal T21. The differential input unit 2 divides the constant current I1 supplied by the constant current source 21 to the differential transistors M1 and M2. The current ratio (divided current ratio) of the currents flowing through the differential transistors M1 and M2 is a value corresponding to the inverting input potential INM input to the inverting input terminal T11 and the non-inverting input potential INP input to the non-inverting input terminal T12. Become.

フォールデッドカスコード部3は、差動トランジスタM1にフォールデッドカスコード接続されたトランジスタM3(=第3のトランジスタ)と、差動トランジスタM2にフォールデッドカスコード接続されたトランジスタM4(=第4のトランジスタ)と、抵抗器R3,R4と、定電流源31,32とを備えている。トランジスタM3,M4は、Nチャンネルの電界効果トランジスタから構成されている。 The folded cascode unit 3 includes a transistor M3 (=third transistor) folded cascode-connected to the differential transistor M1, and a transistor M4 (=fourth transistor) folded cascode-connected to the differential transistor M2. , resistors R3 and R4, and constant current sources 31 and 32, respectively. The transistors M3 and M4 are composed of N-channel field effect transistors.

トランジスタM3は、ゲート・ドレイン間に抵抗器R3が接続されている。トランジスタM3は、ソースが負荷抵抗器R1と差動トランジスタM1のドレインとの接続点に接続され、ドレインが定電流源31に接続されている。トランジスタM4は、ゲートがトランジスタM3のゲートに接続され、ゲート・ドレイン間に抵抗器R4が接続されている。トランジスタM4は、ソースが負荷抵抗器R2と差動トランジスタM2のドレインとの接続点に接続され、ドレインが定電流源32に接続されている。 A resistor R3 is connected between the gate and the drain of the transistor M3. The transistor M3 has a source connected to a connection point between the load resistor R1 and the drain of the differential transistor M1 and a drain connected to the constant current source 31 . The transistor M4 has a gate connected to the gate of the transistor M3, and a resistor R4 is connected between the gate and the drain. The transistor M4 has a source connected to a connection point between the load resistor R2 and the drain of the differential transistor M2 and a drain connected to the constant current source 32 .

定電流源31は、トランジスタM3のドレインと正電源端子T21との間に接続されている。定電流源32は、トランジスタM4のドレインと正電源端子T21との間に接続されている。 A constant current source 31 is connected between the drain of the transistor M3 and the positive power supply terminal T21. A constant current source 32 is connected between the drain of the transistor M4 and the positive power supply terminal T21.

フォールデッドカスコード部3は、第1の出力段を構成するトランジスタM3のドレインと定電流源31との接続ノードA、及び第2の出力段を構成するトランジスタM4のドレインと定電流源32との接続ノードBより、出力を取り出すように構成されている。 The folded cascode unit 3 includes a connection node A between the drain of the transistor M3 forming the first output stage and the constant current source 31, and a connection node A between the drain of the transistor M4 forming the second output stage and the constant current source 32. From the connection node B, it is configured to take out the output.

分流回路4は、負荷抵抗器R1に流れる電流よりも負荷抵抗器R2に流れる電流が多い場合、トランジスタM4に流れる電流を分流して負荷抵抗器R1に流す回路である。また、分流回路4は、負荷抵抗器R2に流れる電流よりも負荷抵抗器R1に流れる電流が多い場合、トランジスタM3に流れる電流を分流して負荷抵抗器R2に流す回路である。 The current dividing circuit 4 is a circuit that divides the current flowing through the transistor M4 and flows it to the load resistor R1 when the current flowing through the load resistor R2 is larger than the current flowing through the load resistor R1. The current dividing circuit 4 divides the current flowing through the transistor M3 and flows it through the load resistor R2 when the current flowing through the load resistor R1 is larger than the current flowing through the load resistor R2.

分流回路4は、トランジスタM91(=第5のトランジスタ),トランジスタM92(=第6のトランジスタ)を有している。トランジスタM91,M92は、Pチャンネルの電界効果トランジスタから構成されている。トランジスタM91は、ソースが接続ノードBに接続され、ドレインが接続ノードAに接続され、ゲートがトランジスタM3,M4のゲートに接続されている。トランジスタM92は、ソースが接続ノードAに接続され、ドレインが接続ノードBに接続され、ゲートがトランジスタM3,M4のゲートに接続されている。 The current dividing circuit 4 has a transistor M91 (=fifth transistor) and a transistor M92 (=sixth transistor). The transistors M91 and M92 are composed of P-channel field effect transistors. The transistor M91 has a source connected to the connection node B, a drain connected to the connection node A, and a gate connected to the gates of the transistors M3 and M4. The transistor M92 has a source connected to the connection node A, a drain connected to the connection node B, and a gate connected to the gates of the transistors M3 and M4.

出力回路5は、トランジスタM5~M7と、定電流源51とを備えている。トランジスタM5,M6は、Nチャンネルの電界効果トランジスタから構成されている。トランジスタM5(=第8のトランジスタ)は、ゲートが接続ノードBに接続され、ソースが負電源端子T22に接続され、ドレインがトランジスタM7のドレイン及び出力端子T3に接続されている。トランジスタM6(=第7のトランジスタ)は、ゲートが接続ノードAに接続され、ソースが負電源端子T22に接続され、ドレインが定電流源51に接続されている。 The output circuit 5 includes transistors M 5 to M 7 and a constant current source 51 . The transistors M5 and M6 are composed of N-channel field effect transistors. The transistor M5 (=eighth transistor) has a gate connected to the connection node B, a source connected to the negative power supply terminal T22, and a drain connected to the drain of the transistor M7 and the output terminal T3. The transistor M6 (=seventh transistor) has a gate connected to the connection node A, a source connected to the negative power supply terminal T22, and a drain connected to the constant current source 51 .

トランジスタM7(=第9のトランジスタ)は、Pチャンネルの電界効果トランジスタから構成されている。トランジスタM7は、トランジスタM5に直列接続されている。詳しく説明すると、トランジスタM7は、ゲートがトランジスタM6のドレインと定電流源51との接続点に接続され、ソースが正電源端子T21に接続され、ドレインがトランジスタM5のドレイン及び出力端子T3に接続されている。定電流源51は、正電源端子T21とトランジスタM6のドレインとの間に接続されている。 The transistor M7 (=the ninth transistor) is composed of a P-channel field effect transistor. Transistor M7 is connected in series with transistor M5. More specifically, the transistor M7 has a gate connected to the connection point between the drain of the transistor M6 and the constant current source 51, a source connected to the positive power supply terminal T21, and a drain connected to the drain of the transistor M5 and the output terminal T3. ing. A constant current source 51 is connected between the positive power supply terminal T21 and the drain of the transistor M6.

次に、上述した構成のコンパレータ1の動作について説明する。最初に、反転入力電位INMが非反転入力電位INPよりも高く、出力端子T3の出力信号VOUTがLow状態、すなわち、出力信号VOUTがほぼ負電源電圧VSSとなっている場合の動作について説明する。 Next, the operation of the comparator 1 having the configuration described above will be described. First, the operation when the inverting input potential INM is higher than the non-inverting input potential INP and the output signal VOUT of the output terminal T3 is in the Low state, that is, the output signal VOUT is substantially at the negative power supply voltage VSS will be described.

反転入力電位INMが非反転入力電位INPよりも高い場合、差動トランジスタM1よりも差動トランジスタM2の方に定電流源21からの電流I1がより多く流れる。このため、負荷抵抗器R1での電圧降下が減少し、負荷抵抗器R2での電圧降下が増加する。 When the inverting input potential INM is higher than the non-inverting input potential INP, more current I1 from the constant current source 21 flows through the differential transistor M2 than through the differential transistor M1. This reduces the voltage drop across load resistor R1 and increases the voltage drop across load resistor R2.

そして、トランジスタM4のゲート・ソース電位差が、トランジスタM3のゲート・ソース電位差よりも小さくなり、トランジスタM3がオン状態となり、トランジスタM4がオフ状態となる。トランジスタM3がオン状態となると、接続ノードAの電位は低下する。接続ノードAの電位が低下して、トランジスタM6のゲート・ソース電位差が閾値電圧を下回ると、トランジスタM6がオフする。一方、トランジスタM4がオフ状態となると、接続ノードBの電位は上昇する。接続ノードBの電位が上昇して、トランジスタM5のゲート・ソース電位差が閾値電圧に達すると、トランジスタM5がオンする。 Then, the gate-source potential difference of the transistor M4 becomes smaller than the gate-source potential difference of the transistor M3, the transistor M3 is turned on, and the transistor M4 is turned off. When the transistor M3 is turned on, the potential of the connection node A is lowered. When the potential of the connection node A drops and the gate-source potential difference of the transistor M6 falls below the threshold voltage, the transistor M6 is turned off. On the other hand, when the transistor M4 is turned off, the potential of the connection node B rises. When the potential of the connection node B rises and the gate-source potential difference of the transistor M5 reaches the threshold voltage, the transistor M5 is turned on.

トランジスタM6がオフすると、トランジスタM6のドレイン電位が上昇する。トランジスタM6のドレイン電位が上昇すると、それに伴いトランジスタM7のゲート電位が上昇し、トランジスタM7がオフする。この結果、出力端子T3の出力信号VOUTはLow状態となる。 When the transistor M6 is turned off, the drain potential of the transistor M6 rises. When the drain potential of the transistor M6 rises, the gate potential of the transistor M7 rises accordingly, turning off the transistor M7. As a result, the output signal VOUT of the output terminal T3 becomes Low.

また、接続ノードAの電位が低下し、接続ノードBの電位が上昇すると、トランジスタM91がオン状態となる。これにより、定電流源32からの電流の一部がトランジスタM91のソースからドレインに流れ、トランジスタM3に流れ込み、負荷抵抗器R1に流れる電流を増加させる。また、定電流源32からの電流の一部がトランジスタM92の逆方向での動作によりドレインからソースに流れ、トランジスタM3に流れ込み、負荷抵抗器R1に流れる電流を増加させる。これにより、接続ノードAの電位が、トランジスタM91,M92が接続されていない場合に比べて高くなり、負電源電圧VSS近くまで低下するのを抑制することができる。 Further, when the potential of the connection node A decreases and the potential of the connection node B increases, the transistor M91 is turned on. This causes a portion of the current from constant current source 32 to flow from the source to the drain of transistor M91 and into transistor M3, increasing the current through load resistor R1. Also, some of the current from constant current source 32 flows from the drain to the source due to the reverse operation of transistor M92 and flows into transistor M3, increasing the current through load resistor R1. As a result, the potential of the connection node A becomes higher than when the transistors M91 and M92 are not connected, and can be prevented from dropping to near the negative power supply voltage VSS.

また、出力信号VOUTがLow状態のとき、トランジスタM91は、接続ノードBの電位をトランジスタM3,M4のゲート電位にトランジスタM91のゲート・ソース電位差を加えた電圧でクランプさせる。これにより、接続ノードBの電位は正電源電圧VDD付近まで上昇しない。なお、トランジスタM3,M4のゲート電位は、抵抗器R3,R4の働きにより、接合ノードAの電位と接合ノードBの電位の中間電圧となる。 When the output signal VOUT is in the Low state, the transistor M91 clamps the potential of the connection node B to a voltage obtained by adding the gate potential difference of the transistor M91 to the gate potentials of the transistors M3 and M4. As a result, the potential of the connection node B does not rise to near the positive power supply voltage VDD. The gate potentials of the transistors M3 and M4 become an intermediate voltage between the potential of the junction node A and the potential of the junction node B due to the action of the resistors R3 and R4.

次に、非反転入力電位INPが反転入力電位INMよりも高く、出力端子T3の出力信号VOUTがHigh状態、すなわち、出力信号VOUTがほぼ正電源電圧VDDとなっている場合の動作について説明する。 Next, the operation when the non-inverted input potential INP is higher than the inverted input potential INM and the output signal VOUT of the output terminal T3 is in a High state, that is, the output signal VOUT is substantially at the positive power supply voltage VDD will be described.

非反転入力電位INPが反転入力電位INMよりも高い場合、差動トランジスタM2よりも差動トランジスタM1の方に定電流源21からの電流I1がより多く流れる。このため、負荷抵抗器R2での電圧降下が減少し、負荷抵抗器R1での電圧降下が増加する。 When the non-inverted input potential INP is higher than the inverted input potential INM, more current I1 from the constant current source 21 flows through the differential transistor M1 than through the differential transistor M2. This reduces the voltage drop across load resistor R2 and increases the voltage drop across load resistor R1.

そして、トランジスタM3のゲート・ソース電位差が、トランジスタM4のゲート・ソース電位差よりも小さくなり、トランジスタM4がオン状態となり、トランジスタM3がオフ状態となる。トランジスタM4がオン状態となると、接続ノードBの電位は低下する。接続ノードBの電位が低下して、トランジスタM5のゲート・ソース電位差が閾値電圧を下回ると、トランジスタM5がオフする。上述したように出力信号VOUTがLow状態のとき、接続ノードBの電位は、トランジスタM91のクランプにより、上昇が抑制されているため、トランジスタM5がオンからオフするまでの時間を短くすることができる。 Then, the gate-source potential difference of the transistor M3 becomes smaller than the gate-source potential difference of the transistor M4, the transistor M4 is turned on, and the transistor M3 is turned off. When the transistor M4 is turned on, the potential of the connection node B decreases. When the potential of the connection node B drops and the gate-source potential difference of the transistor M5 falls below the threshold voltage, the transistor M5 is turned off. As described above, when the output signal VOUT is in the Low state, the potential of the connection node B is suppressed from rising by the clamping of the transistor M91, so the time from turning on to turning off the transistor M5 can be shortened. .

また、トランジスタM3がオフ状態となると、接続ノードAの電位は上昇する。接続ノードAの電位が上昇して、トランジスタM6のゲート・ソース電位差が閾値電圧に達すると、トランジスタM6がオンする。上述したように出力信号VOUTがLow状態のとき、トランジスタM6のゲート電位は、定電流源32からの電流の一部が負荷抵抗器R1に流れ込むことにより、低下が抑制されているため、トランジスタM6がオフからオンするまでの時間を短くすることができる。 Further, when the transistor M3 is turned off, the potential of the connection node A rises. When the potential of the connection node A rises and the gate-source potential difference of the transistor M6 reaches the threshold voltage, the transistor M6 is turned on. As described above, when the output signal VOUT is in the Low state, the gate potential of the transistor M6 is suppressed from being lowered by part of the current from the constant current source 32 flowing into the load resistor R1. can shorten the time from off to on.

トランジスタM6がオンすると、トランジスタM6のドレイン電位が低下する。トランジスタM6のドレイン電位が低下すると、それに伴いトランジスタM7のゲート電位が低下し、トランジスタM7がオンする。この結果、出力端子T3の出力信号VOUTはHigh状態となる。上述したようにトランジスタM5がオンからオフ、トランジスタM6がオフからオンするまでの時間を短くすることができるため、出力信号VOUTがLow状態からHigh状態に反転するまでの応答速度を早くすることができる。 When the transistor M6 is turned on, the drain potential of the transistor M6 is lowered. When the drain potential of the transistor M6 drops, the gate potential of the transistor M7 drops accordingly, turning on the transistor M7. As a result, the output signal VOUT of the output terminal T3 becomes High. As described above, it is possible to shorten the time required for the transistor M5 to turn off and the transistor M6 to turn on. can.

上述したように接続ノードAの電位が上昇し、接続ノードBの電位が低下すると、トランジスタM92がオン状態となる。これにより、定電流源31からの電流の一部がトランジスタM92のソースからドレインに流れ、トランジスタM4に流れ込み、負荷抵抗器R2に流れる電流を増加させる。また、定電流源31からの電流の一部がトランジスタM91の逆方向での動作によりドレインからソースに流れ、トランジスタM4に流れ込み、負荷抵抗器R2に流れる電流を増加させる。これにより、接続ノードBの電位は、トランジスタM91,M92がない場合に比べて高くなり、負電源電圧VSS近くまで低下するのを抑制することができる。 As described above, when the potential of the connection node A increases and the potential of the connection node B decreases, the transistor M92 is turned on. This causes a portion of the current from the constant current source 31 to flow from the source to the drain of the transistor M92 and into the transistor M4, increasing the current flowing through the load resistor R2. Also, a portion of the current from constant current source 31 flows from the drain to the source due to the reverse operation of transistor M91 and flows into transistor M4, increasing the current flowing through load resistor R2. As a result, the potential of the connection node B becomes higher than when the transistors M91 and M92 are not provided, and can be prevented from dropping to near the negative power supply voltage VSS.

また、出力信号VOUTがHigh状態のとき、トランジスタM92は、接続ノードAの電位をトランジスタM3,M4のゲート電位にトランジスタM92のゲート・ソース電位差を加えた電圧でクランプさせる。これにより、接続ノードAの電位は正電源電圧VDD近くまで上昇しない。 Further, when the output signal VOUT is in a High state, the transistor M92 clamps the potential of the connection node A to a voltage obtained by adding the gate potential difference of the transistor M92 to the gate potentials of the transistors M3 and M4. As a result, the potential of the connection node A does not rise close to the positive power supply voltage VDD.

上述したように出力信号VOUTがHigh状態の間、トランジスタM5のゲート電位の低下、トランジスタM6のゲート電位の上昇を抑制することができる。このため、出力信号がLow状態に反転する際、トランジスタM5がオフからオン、トランジスタM6がオンからオフとなる時間を短くすることができ、出力信号VOUTがHigh状態からLow状態に反転する応答速度を早くすることができる。 As described above, while the output signal VOUT is in the High state, it is possible to suppress the decrease in the gate potential of the transistor M5 and the increase in the gate potential of the transistor M6. Therefore, when the output signal is inverted to the low state, the time required for the transistor M5 to be turned on and the transistor M6 to be turned off can be shortened. can be made faster.

なお、トランジスタM5,M6として、閾値電圧をトランジスタM3、M4の閾値電圧よりも低くすることで、トランジスタM5,M6がオフ状態からオン状態に変化する時間をより一層短縮することができる。これにより、出力回路5の応答特性をさらに改善することができる。 By making the threshold voltages of the transistors M5 and M6 lower than those of the transistors M3 and M4, the time required for the transistors M5 and M6 to change from the off state to the on state can be further shortened. Thereby, the response characteristics of the output circuit 5 can be further improved.

しかして、第1実施形態におけるコンパレータ1は、回路電流を増加させることなく、応答特性を改善するという効果が得られるものとなっている。 Thus, the comparator 1 in the first embodiment has the effect of improving the response characteristics without increasing the circuit current.

(第2実施形態)
次に、第2実施形態のコンパレータ1Bについて図2を参照して説明する。なお、図2において、図1に示された回路における構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
(Second embodiment)
Next, the comparator 1B of the second embodiment will be described with reference to FIG. 2, the same components as those in the circuit shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

コンパレータ1Bは、差動入力部2と、フォールデッドカスコード部3と、分流回路4と、出力回路5Bとを備えている。差動入力部2、フォールデッドカスコード部3、分流回路4は、上述した第1実施形態で既に説明したので、ここでは詳細な説明を省略する。 The comparator 1B includes a differential input section 2, a folded cascode section 3, a shunt circuit 4, and an output circuit 5B. The differential input section 2, the folded cascode section 3, and the shunt circuit 4 have already been described in the above-described first embodiment, so detailed description thereof will be omitted here.

出力回路5Bは、トランジスタM5~M8を有している。第2実施形態の出力回路5Bは、第1実施形態の定電流源51をトランジスタM8(=第10のトランジスタ)に置き換えている。トランジスタM8は、Pチャンネルの電界効果トランジスタから構成されている。トランジスタM8は、ゲートが出力端子T3に接続され、ソースが正電源端子T21に接続され、ドレインがトランジスタM6のドレインに接続される。 The output circuit 5B has transistors M5 to M8. The output circuit 5B of the second embodiment replaces the constant current source 51 of the first embodiment with a transistor M8 (=tenth transistor). The transistor M8 is composed of a P-channel field effect transistor. The transistor M8 has a gate connected to the output terminal T3, a source connected to the positive power supply terminal T21, and a drain connected to the drain of the transistor M6.

第2実施形態のコンパレータ1Bは、後述する点を除けば、基本的には第1の実施形態と同様である。 A comparator 1B of the second embodiment is basically the same as that of the first embodiment, except for points described later.

すなわち、第1実施形態においては、トランジスタM6がオン状態のときに、トランジスタM6のドレイン電流が定常電流として流れ続ける。これに対して、第2の実施形態においては、トランジスタM6がオン状態のときにトランジスタM7がオン状態となり、トランジスタM8のゲート電位が上昇する。トランジスタM8のゲート電位が上昇すると、トランジスタM8がオフ状態になるため、トランジスタM6がオン状態のときにドレイン電流が定常電流として流れない。 That is, in the first embodiment, when the transistor M6 is on, the drain current of the transistor M6 continues to flow as a steady current. In contrast, in the second embodiment, when the transistor M6 is on, the transistor M7 is turned on, and the gate potential of the transistor M8 rises. When the gate potential of the transistor M8 rises, the transistor M8 is turned off, so the drain current does not flow as a steady current when the transistor M6 is on.

したがって、この第2実施形態におけるコンパレータ1Bは、消費電流が低減されると共に、応答特性を改善するという効果が得られるものとなっている。 Therefore, the comparator 1B in the second embodiment has the effect of reducing current consumption and improving response characteristics.

(第3実施形態)
次に、第3実施形態のコンパレータ1Cについて図3を参照して説明する。なお、図3において、図1及び図2に示された回路における構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a comparator 1C of the third embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the same components as those in the circuits shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

コンパレータ1Cは、差動入力部2と、フォールデッドカスコード部3Cと、分流回路4と、出力回路5Bとを備えている。差動入力部2、分流回路4は、上述した第1実施形態で既に説明したので、ここでは詳細な説明を省略する。出力回路5Bは、上述した第2実施形態で既に説明したので、ここでは詳細な説明を省略する。 The comparator 1C includes a differential input section 2, a folded cascode section 3C, a shunt circuit 4, and an output circuit 5B. Since the differential input section 2 and the shunt circuit 4 have already been described in the above-described first embodiment, detailed description thereof will be omitted here. Since the output circuit 5B has already been described in the above-described second embodiment, detailed description thereof will be omitted here.

第1実施形態のフォールデッドカスコード部3と第3実施形態のフォールデッドカスコード部3Cとで異なる点は、抵抗器R5(=第3の抵抗器)が設けられている点である。抵抗器R5は、トランジスタM3,M4のゲートと負電源端子T22との間に接続されている。 A difference between the folded cascode section 3 of the first embodiment and the folded cascode section 3C of the third embodiment is that a resistor R5 (=third resistor) is provided. A resistor R5 is connected between the gates of the transistors M3 and M4 and the negative power supply terminal T22.

第3実施形態のコンパレータ1Cは、後述する点を除けば、基本的には第2の実施形態と同様である。 A comparator 1C of the third embodiment is basically the same as that of the second embodiment, except for the points described later.

第1実施形態においては、トランジスタM3,M4のドレイン電位の変化がトランジスタM3,M4のゲート・ドレイン間寄生容量を介して、ノイズとしてトランジスタM3,M4のゲートに伝搬する。第3実施形態において、抵抗器R5を接続することで、トランジスタM3,M4のゲート電位の変動が抑制され、回路動作が安定し伝番遅延時間も改善される。 In the first embodiment, changes in the drain potentials of the transistors M3 and M4 propagate as noise to the gates of the transistors M3 and M4 via the gate-drain parasitic capacitances of the transistors M3 and M4. In the third embodiment, by connecting the resistor R5, fluctuations in the gate potentials of the transistors M3 and M4 are suppressed, the circuit operation is stabilized, and the transmission delay time is improved.

従って、第3実施形態のコンパレータ1Cは、回路電流を増加させることなく、応答特性を改善するという効果が得られるものになっている。 Therefore, the comparator 1C of the third embodiment has the effect of improving the response characteristics without increasing the circuit current.

(第4実施形態)
次に、第4実施形態のコンパレータ1Dについて図4を参照して説明する。なお、図4において、図1,図2及び図3に示された回路における構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Next, a comparator 1D according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the same components as those in the circuits shown in FIGS. 1, 2 and 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

コンパレータ1Dは、差動入力部2と、フォールデッドカスコード部3Cと、分流回路4Dと、出力回路5Bとを備えている。差動入力部2は、上述した第1実施形態で既に説明したので、ここでは詳細な説明を省略する。フォールデッドカスコード部3Cは、上述した第3実施形態で既に説明したので、ここでは詳細な説明を省略する。出力回路5Bは、上述した第2実施形態で既に説明したので、ここでは詳細な説明を省略する。 The comparator 1D includes a differential input section 2, a folded cascode section 3C, a shunt circuit 4D, and an output circuit 5B. Since the differential input unit 2 has already been described in the above-described first embodiment, detailed description thereof will be omitted here. The folded cascode section 3C has already been described in the above-described third embodiment, so detailed description thereof will be omitted here. Since the output circuit 5B has already been described in the above-described second embodiment, detailed description thereof will be omitted here.

第1実施形態の分流回路4と第4実施形態の分流回路4Dとで異なる点は、分流回路4Dが、トランジスタM91のみから構成され、トランジスタM92が設けられていない点である。 The difference between the current dividing circuit 4 of the first embodiment and the current dividing circuit 4D of the fourth embodiment is that the current dividing circuit 4D is composed only of the transistor M91 and does not include the transistor M92.

第4実施形態においては、出力端子T3の出力信号VOUTがLow状態のときに、定電流源32からの電流の一部がトランジスタM91のソースからドレインに流れた後、トランジスタM3のドレインに流れ込み、負荷抵抗器R1に流れる電流を増加させる。また、出力端子T3の出力信号VOUTがHigh状態のときに、定電流源31からの電流の一部がトランジスタM91のドレインからソースに流れた後、トランジスタM4のドレインに流れ込み、負荷抵抗器R2に流れる電流を増加させる。 In the fourth embodiment, when the output signal VOUT of the output terminal T3 is in the Low state, part of the current from the constant current source 32 flows from the source to the drain of the transistor M91 and then flows into the drain of the transistor M3. Increase the current through load resistor R1. Also, when the output signal VOUT of the output terminal T3 is in a High state, part of the current from the constant current source 31 flows from the drain to the source of the transistor M91, then flows into the drain of the transistor M4, and flows into the load resistor R2. Increase the current that flows.

また、トランジスタM91は、接続ノードAの電位をトランジスタM3,M4のゲート電位にトランジスタM91のゲート・ドレイン電位差を加えた電圧でクランプさせ、接続ノードBの電位をトランジスタM3,M4のゲート電位にトランジスタM91のゲート・ソース電位差を加えた電圧でクランプさせることで、正電源電圧VDD付近まで上昇させない。 Further, the transistor M91 clamps the potential of the connection node A to a voltage obtained by adding the gate potential of the transistors M3 and M4 to the gate-drain potential difference of the transistor M91, and sets the potential of the connection node B to the gate potential of the transistors M3 and M4. By clamping the voltage to which the gate-source potential difference of M91 is added, it is prevented from rising to near the positive power supply voltage VDD.

(第5実施形態)
次に、第5実施形態のコンパレータ1Eについて図5を参照して説明する。なお、図5において、図1に示された回路における構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
(Fifth embodiment)
Next, the comparator 1E of the fifth embodiment will be described with reference to FIG. 5, the same components as those in the circuit shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

同図に示すように、コンパレータ1Eは、第1実施形態と同様に、差動入力部2Eと、フォールデッドカスコード部3Eと、分流回路4Eと、出力回路5Eとを備えている。 As shown in the figure, the comparator 1E includes a differential input section 2E, a folded cascode section 3E, a shunt circuit 4E, and an output circuit 5E, as in the first embodiment.

第1実施形態と第5実施形態とで異なる点は、トランジスタM1~M7、M91、M92に相当するトランジスタM1E~M7E、M91E、M92Eの導電型を逆にした点である。また、第1実施形態と第5実施形態とで異なる点は、正電源端子T21と負電源端子T22との関係を逆にした点である。 The difference between the first embodiment and the fifth embodiment is that the conductivity types of the transistors M1E to M7E, M91E, and M92E corresponding to the transistors M1 to M7, M91, and M92 are reversed. A difference between the first embodiment and the fifth embodiment is that the relationship between the positive power terminal T21 and the negative power terminal T22 is reversed.

第2~第4実施形態についても同様に、トランジスタの導電型を逆にし、正電源端子T21と負電源端子T22との関係を逆にしてもよい。 Similarly, in the second to fourth embodiments, the conductivity type of the transistor may be reversed, and the relationship between the positive power supply terminal T21 and the negative power supply terminal T22 may be reversed.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified, improved, etc. as appropriate. In addition, the material, shape, size, number, location, etc. of each component in the above-described embodiment are arbitrary and not limited as long as the present invention can be achieved.

上述した第1~第5実施形態では、トランジスタが電界効果トランジスタから構成されていたが、これに限ったものではない。トランジスタの少なくとも1つ以上をバイポーラトランジスタに置き換えてもよい。この場合、トランジスタのゲートをベース、ソースをエミッタ、ドレインをコレクタに読み替えて説明することができる。 In the first to fifth embodiments described above, the transistors are field effect transistors, but the present invention is not limited to this. At least one or more of the transistors may be replaced with bipolar transistors. In this case, the gate of the transistor can be read as the base, the source as the emitter, and the drain as the collector.

1、1B、1C、1D、1E コンパレータ
2、2E 差動入力部
3、3C、3E フォールデッドカスコード部
4、4D、4E 分流回路
5、5B、5E 出力回路
A 接続ノード(第1の出力段の出力)
B 接続ノード(第2の出力段の出力)
INM 反転入力電位(第1の入力電位)
INP 非反転入力電位(第2の入力電位)
M1、M1E 差動トランジスタ(第1の差動トランジスタ)
M2、M2E 差動トランジスタ(第2の差動トランジスタ)
M3、M3E トランジスタ(第3のトランジスタ)
M4、M4E トランジスタ(第4のトランジスタ)
M5、M5E トランジスタ(第8のトランジスタ)
M6、M6E トランジスタ(第7のトランジスタ)
M7、M7E トランジスタ(第9のトランジスタ)
M8 トランジスタ(第10のトランジスタ)
M91、M91E トランジスタ(第5のトランジスタ)
M92、M92E トランジスタ(第6のトランジスタ)
R1、R1E 負荷抵抗器(第1の負荷抵抗器)
R2、R2E 負荷抵抗器(第2の負荷抵抗器)
R5 負荷抵抗器(第3の抵抗器)
VOUT 出力信号
1, 1B, 1C, 1D, 1E Comparator 2, 2E Differential input section 3, 3C, 3E Folded cascode section 4, 4D, 4E Current dividing circuit 5, 5B, 5E Output circuit A Connection node (first output stage output)
B connection node (output of the second output stage)
INM inverting input potential (first input potential)
INP non-inverting input potential (second input potential)
M1, M1E differential transistors (first differential transistors)
M2, M2E differential transistors (second differential transistors)
M3, M3E transistors (third transistors)
M4, M4E transistors (fourth transistors)
M5, M5E transistors (eighth transistors)
M6, M6E transistors (seventh transistors)
M7, M7E transistors (9th transistors)
M8 transistor (tenth transistor)
M91, M91E transistors (fifth transistors)
M92, M92E transistors (sixth transistors)
R1, R1E load resistor (first load resistor)
R2, R2E load resistor (second load resistor)
R5 load resistor (third resistor)
VOUT output signal

Claims (9)

第1の入力電位及び第2の入力電位に応じた電流比の電流が各々流れる第1の差動トランジスタ及び第2の差動トランジスタと、
前記第1の差動トランジスタに直列接続された第1の負荷抵抗器と、
前記第2の差動トランジスタに直列接続された第2の負荷抵抗器とを有する差動入力部と、
前記第1の差動トランジスタにフォールデッドカスコード接続された第3のトランジスタと、前記第2の差動トランジスタにフォールデッドカスコード接続された第4のトランジスタとを有し、前記第3のトランジスタが第1の出力段を構成し、前記第4のトランジスタが第2の出力段を構成するフォールデッドカスコード部と、
前記第1の出力段及び前記第2の出力段の出力に接続されて出力信号を出力する出力回路とを備えたコンパレータであって、
前記第1の負荷抵抗器に流れる電流よりも前記第2の負荷抵抗器に流れる電流が多い場合、前記第4のトランジスタに流れる電流を分流して前記第1の負荷抵抗器に流すと共に、前記第2の負荷抵抗器に流れる電流よりも前記第1の負荷抵抗器に流れる電流が多い場合、前記第3のトランジスタに流れる電流を分流して前記第2の負荷抵抗器に流す分流回路を有する、
コンパレータ。
a first differential transistor and a second differential transistor through which currents having a current ratio corresponding to the first input potential and the second input potential flow respectively;
a first load resistor connected in series with the first differential transistor;
a differential input having a second load resistor connected in series with the second differential transistor;
a third transistor folded-cascode-connected to the first differential transistor; and a fourth transistor folded-cascode-connected to the second differential transistor, the third transistor being the third transistor. a folded cascode unit that constitutes one output stage and the fourth transistor constitutes a second output stage;
A comparator comprising an output circuit connected to the outputs of the first output stage and the second output stage and outputting an output signal,
When the current flowing through the second load resistor is larger than the current flowing through the first load resistor, the current flowing through the fourth transistor is shunted to flow through the first load resistor, and a shunt circuit for shunting the current flowing through the third transistor and flowing it through the second load resistor when the current flowing through the first load resistor is larger than the current flowing through the second load resistor; ,
comparator.
請求項1に記載のコンパレータであって、
前記分流回路は、
前記第1の出力段の出力と前記第2の出力段の出力との間に接続され、ゲート又はベースが前記第3のトランジスタ及び前記第4のトランジスタのゲートに接続された第5のトランジスタを有する、
コンパレータ。
A comparator according to claim 1, wherein
The shunt circuit is
a fifth transistor connected between the output of the first output stage and the output of the second output stage, the gate or base of which is connected to the gates of the third transistor and the fourth transistor; have
comparator.
請求項2に記載のコンパレータであって、
前記分流回路は、
前記第1の出力段の出力と前記第2の出力段の出力との間に接続され、ゲート又はベースが前記第3のトランジスタ及び前記第4のトランジスタのゲートに接続された第6のトランジスタを有し、
前記第1の出力段の出力には、前記第5のトランジスタのドレイン又はコレクタと、前記第6のトランジスタのソース又はエミッタとが接続され、
前記第2の出力段の出力には、前記第5のトランジスタのソース又はエミッタと、前記第6のトランジスタのドレイン又はコレクタとが接続された、
コンパレータ。
A comparator according to claim 2,
The shunt circuit is
a sixth transistor connected between the output of the first output stage and the output of the second output stage, the gate or base of which is connected to the gates of the third transistor and the fourth transistor; have
the drain or collector of the fifth transistor and the source or emitter of the sixth transistor are connected to the output of the first output stage;
The output of the second output stage is connected to the source or emitter of the fifth transistor and the drain or collector of the sixth transistor,
comparator.
請求項1~3の何れか1項に記載のコンパレータであって、
前記フォールデッドカスコード部は、前記第3のトランジスタ及び前記第4のトランジスタの共通接続されたゲート又はベースと、電源電圧との間に接続された第3の抵抗器を有する、
コンパレータ。
The comparator according to any one of claims 1 to 3,
The folded cascode section has a third resistor connected between the commonly connected gates or bases of the third transistor and the fourth transistor and a power supply voltage.
comparator.
請求項1~4の何れか1項に記載のコンパレータであって、
前記出力回路は、
前記第1の出力段の出力がゲート又はベースに接続された第7のトランジスタと、
前記第2の出力段の出力がゲート又はベースに接続された第8のトランジスタと、
前記第8のトランジスタと直列接続され、ゲート又はベースが前記第7のトランジスタのドレイン又はコレクタに接続された第9のトランジスタとを有し、
前記第8のトランジスタと前記第9のトランジスタの接続点から前記出力信号を出力する、
コンパレータ。
The comparator according to any one of claims 1 to 4,
The output circuit is
a seventh transistor having the gate or base connected to the output of the first output stage;
an eighth transistor having the gate or base connected to the output of the second output stage;
a ninth transistor connected in series with the eighth transistor and having a gate or base connected to the drain or collector of the seventh transistor;
outputting the output signal from a connection point between the eighth transistor and the ninth transistor;
comparator.
請求項5に記載のコンパレータであって、
前記出力回路は、
前記第7のトランジスタと直列接続され、ゲートが前記第8のトランジスタと前記第9のトランジスタの接続点に接続された第10のトランジスタを有する、
コンパレータ。
A comparator according to claim 5,
The output circuit is
a tenth transistor connected in series with the seventh transistor and having a gate connected to a connection point between the eighth transistor and the ninth transistor;
comparator.
請求項5又は6に記載のコンパレータであって、
前記第7のトランジスタ及び前記第8のトランジスタの閾値電圧が、前記第3のトランジスタ、前記第4のトランジスタの閾値電圧よりも低い、
コンパレータ。
A comparator according to claim 5 or 6,
threshold voltages of the seventh transistor and the eighth transistor are lower than threshold voltages of the third transistor and the fourth transistor;
comparator.
請求項1~7の何れか1項に記載のコンパレータであって、
前記トランジスタの少なくとも1つが、電界効果トランジスタから構成されている、
コンパレータ。
The comparator according to any one of claims 1 to 7,
at least one of said transistors is composed of a field effect transistor;
comparator.
請求項1~8の何れか1項に記載のコンパレータであって、
前記トランジスタの少なくとも1つが、バイポーラトランジスタから構成されている、
コンパレータ。
The comparator according to any one of claims 1 to 8,
at least one of said transistors is composed of a bipolar transistor;
comparator.
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