JP2023087513A - comparator - Google Patents

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JP2023087513A JP2021201933A JP2021201933A JP2023087513A JP 2023087513 A JP2023087513 A JP 2023087513A JP 2021201933 A JP2021201933 A JP 2021201933A JP 2021201933 A JP2021201933 A JP 2021201933A JP 2023087513 A JP2023087513 A JP 2023087513A
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晴彦 吉田
Haruhiko Yoshida
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Abstract

To provide a comparator with improved response characteristics without increasing a circuit current.SOLUTION: A differential input part 2 has: a constant current source 21 and a constant current source 22; and a differential transistor M1 and a differential transistor M2 which are supplied with currents from the constant current source 21 and the constant current source 22, respectively. An output unit 3 is made up of transistors, and it outputs a result of comparison between the currents flowing to the differential transistor M1 and the differential transistor M2. A current control unit 4 causes the constant current source 22 to supply the currents to the differential transistor M1 and the differential transistor M2 only during a transition period when the output from the output unit 3 is inverted.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4に示すような回路が知られている(例えば特許文献1、2など参照)。図4に示されているコンパレータ100は、差動入力部101と、出力部102と、出力バッファ回路103を主たる構成要素として構成される。 2. Description of the Related Art As a comparator used in a semiconductor integrated circuit, a circuit as shown in FIG. 4 is known (see Patent Documents 1 and 2, for example). A comparator 100 shown in FIG. 4 is configured with a differential input section 101, an output section 102, and an output buffer circuit 103 as main components.

差動入力部101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トランジスタM3,M4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 section 101 includes differential transistors M1 and M2 whose sources are commonly connected, load transistors M3 and M4 whose drains are respectively connected, and a voltage between the common source of the transistors M1 and M2 and the positive power supply voltage VDD. and a constant current source 21 connected to .

出力部102は、負荷トランジスタM3,M4と各々カレントミラー接続されたトランジスタM5,M6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トランジスタM7,M8とから成る。トランジスタM7,M8をカレントミラー接続して、トランジスタM6のドレインとトランジスタM8のドレインとの接続ノードより、出力バッファ回路103を介して出力を取り出すように構成されている。 The output section 102 comprises transistors M5 and M6 which are current-mirror-connected to the load transistors M3 and M4, respectively, and transistors M7 and M8 which are respectively connected between the drains of the load transistors M3 and M4 and the positive power supply voltage VDD. The transistors M7 and M8 are current-mirror connected, and an output is taken out through an output buffer circuit 103 from a connection node between the drain of the transistor M6 and the drain of the transistor M8.

上述した従来のコンパレータ100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。 The conventional comparator 100 described above has a problem that the circuit current must be increased in order to improve the response characteristics.

特許第5141289号公報Japanese Patent No. 5141289 特開平7-245552号公報JP-A-7-245552

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の電流源及び第2の電流源と、前記第1の電流源及び前記第2の電流源からの電流が供給され、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を有する差動入力部と、
トランジスタから構成され、前記第1の差動トランジスタ及び第2の差動トランジスタに流れる電流の比較結果を出力する出力部と、
前記出力部の出力が反転する遷移期間にのみ前記第2の電流源から前記第1の差動トランジスタ及び第2の差動トランジスタに電流を供給させる電流制御部とを備えた、
コンパレータであること。
[2]
[1]に記載のコンパレータにおいて、
前記出力部は、互いに反転した比較結果を出力する第1の出力回路及び第2の出力回路を有し、
前記電流制御部は、前記第2の電流源と前記第1の差動トランジスタ及び第2の差動トランジスタの間に直列接続された第3のトランジスタ及び第4のトランジスタを有し、
前記第3のトランジスタのゲート又はベースが前記第1の出力回路の出力に接続され、
前記第4のトランジスタのゲート又はベースが前記第2の出力回路の出力に接続された、
コンパレータであること。
[3]
[2]に記載のコンパレータにおいて、
前記第1の出力回路は、前記第1の差動トランジスタに流れる電流を折り返す第5のトランジスタと、前記第2の差動トランジスタに流れる電流を折り返す第6のトランジスタとを有し、前記第6のトランジスタが出力段を構成し、
前記第2の出力回路は、前記第1の差動トランジスタに流れる電流を折り返す第7のトランジスタと、前記第2の差動トランジスタに流れる電流を折り返す第8のトランジスタとを有し、前記第7のトランジスタが出力段を構成する、
コンパレータであること。
[4]
[3]に記載のコンパレータにおいて、
前記差動入力部が、前記第1の差動トランジスタに直列接続された第9の負荷トランジスタと、前記第2の差動トランジスタに直列接続された第10の負荷トランジスタとを有し、
前記第5のトランジスタ及び前記第7のトランジスタが、前記第9の負荷トランジスタにカレントミラー接続され、
前記第6のトランジスタ及び前記第8のトランジスタが、前記第10の負荷トランジスタにカレントミラー接続され、
前記第1の出力回路が、前記第5のトランジスタに直列接続された第11のトランジスタと、前記第11のトランジスタにカレントミラー接続され、前記第11のトランジスタに流れる電流を折り返す第12のトランジスタとを有し、前記第6のトランジスタ及び前記第12のトランジスタが直列接続され、その接続点が出力となり、
前記第2の出力回路が、前記第8のトランジスタに直列接続された第13のトランジスタと、前記第13のトランジスタにカレントミラー接続され、前記第13のトランジスタに流れる電流を折り返す第14のトランジスタとを有し、前記第7のトランジスタ及び前記第14のトランジスタが直列接続され、その接続点が出力となる、
コンパレータであること。
[5]
[4]に記載のコンパレータにおいて、
前記電流制御部は、前記第6のトランジスタ及び前記第12のトランジスタの間にダイオード接続された第15のトランジスタと、前記第7のトランジスタ及び前記第14のトランジスタの間にダイオード接続された第16のトランジスタとを有し、
前記第3のトランジスタのゲート又はベースが、前記第15のトランジスタのゲート又はベースに接続され、
前記第4のトランジスタのゲート又はベースが、前記第16のトランジスタのゲート又はベースが接続された、
コンパレータであること。
[6]
[2]~[5]の何れか1項に記載のコンパレータにおいて、
前記第1の出力回路の出力及び前記第2の出力回路の出力が各々接続され、出力信号を出力する出力バッファ回路を有する
コンパレータであること。
[7]
[6]に記載のコンパレータにおいて、
前記出力バッファ回路は、前記第1の出力回路の出力がゲート又はベースに接続された第17のトランジスタと、前記第2の出力回路の出力がゲート又はベースに接続された第18のトランジスタとを有し、前記第17のトランジスタ及び前記第18のトランジスタの閾値電圧が、前記出力部を構成するトランジスタの少なくとも1つ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において、
前記トランジスタの少なくとも1つ以上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において、
前記トランジスタの少なくとも1つ以上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 current source and a second current source, and currents from the first current source and the second current source are supplied, and a current ratio corresponding to the first input potential and the second input potential a differential input having a first differential transistor and a second differential transistor through which current respectively flows;
an output unit composed of transistors for outputting a comparison result of currents flowing through the first differential transistor and the second differential transistor;
a current control unit that supplies current from the second current source to the first differential transistor and the second differential transistor only during a transition period in which the output of the output unit is inverted;
Be a comparator.
[2]
In the comparator according to [1],
The output unit has a first output circuit and a second output circuit that output mutually inverted comparison results,
the current control unit includes a third transistor and a fourth transistor connected in series between the second current source and the first differential transistor and the second differential transistor;
the gate or base of the third transistor is connected to the output of the first output circuit;
the gate or base of the fourth transistor is connected to the output of the second output circuit;
Be a comparator.
[3]
In the comparator according to [2],
The first output circuit includes a fifth transistor that folds current flowing through the first differential transistor, and a sixth transistor that folds current flowing through the second differential transistor. of transistors make up the output stage,
The second output circuit has a seventh transistor that folds a current flowing through the first differential transistor, and an eighth transistor that folds a current flowing through the second differential transistor. of transistors make up the output stage,
Be a comparator.
[4]
In the comparator according to [3],
the differential input section includes a ninth load transistor serially connected to the first differential transistor and a tenth load transistor serially connected to the second differential transistor;
the fifth transistor and the seventh transistor are current-mirror connected to the ninth load transistor;
the sixth transistor and the eighth transistor are current-mirror connected to the tenth load transistor;
The first output circuit includes an eleventh transistor serially connected to the fifth transistor, and a twelfth transistor current-mirror-connected to the eleventh transistor for folding back the current flowing through the eleventh transistor. wherein the sixth transistor and the twelfth transistor are connected in series, and the connection point is an output;
The second output circuit includes a thirteenth transistor connected in series with the eighth transistor, and a fourteenth transistor current-mirror-connected to the thirteenth transistor to turn back the current flowing through the thirteenth transistor. wherein the seventh transistor and the fourteenth transistor are connected in series, and the connection point serves as an output;
Be a comparator.
[5]
In the comparator according to [4],
The current control section includes a fifteenth transistor diode-connected between the sixth transistor and the twelfth transistor, and a sixteenth transistor diode-connected between the seventh transistor and the fourteenth transistor. and a transistor of
the gate or base of the third transistor is connected to the gate or base of the fifteenth transistor;
the gate or base of the fourth transistor is connected to the gate or base of the sixteenth transistor;
Be a comparator.
[6]
In the comparator according to any one of [2] to [5],
The comparator includes an output buffer circuit to which the output of the first output circuit and the output of the second output circuit are connected and which outputs an output signal.
[7]
In the comparator according to [6],
The output buffer circuit includes a seventeenth transistor whose gate or base is connected to the output of the first output circuit, and an eighteenth transistor whose gate or base is connected to the output of the second output circuit. wherein the threshold voltages of the seventeenth transistor and the eighteenth transistor are lower than the threshold voltage of at least one of the transistors forming the output section;
Be a comparator.
[8]
In the comparator according to any one of [1] to [7],
At least one or more of the transistors is composed of a field effect transistor,
Be a comparator.
[9]
In the comparator according to any one of [1] to [8],
At least one or more of the transistors are composed of bipolar transistors,
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、従来のコンパレータの一例を示す回路図である。FIG. 4 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(=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(=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、出力部3と、電流制御部4と、出力バッファ回路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 (=first input potential) input to the inverting input terminal T11 and a non-inverting input potential (=second input potential) input to the non-inverting input terminal T12. potential), and outputs the comparison result from the output terminal T3. The comparator 1 includes a differential input section 2 , an output section 3 , a current control section 4 and an output buffer 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、負荷トランジスタM3(=第9の負荷トランジスタ)、負荷トランジスタM4(=第10の負荷トランジスタ)と、定電流源21(第1の電流源),定電流源22(=第2の電流源)とを備える。 The differential input unit 2 includes a differential transistor M1 (=first differential transistor), a differential transistor M2 (=second differential transistor), and a load transistor M3 (=ninth differential transistor) whose sources are commonly connected. load transistor), a load transistor M4 (=tenth load transistor), a constant current source 21 (first current source), and a constant current source 22 (=second current source).

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21,22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 constant current sources 21 and 22, respectively.

負荷トランジスタ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。負荷トランジスタM3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、負荷トランジスタM3は、ドレインが差動トランジスタM1のドレインに接続され、ソースが負電源端子T22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。負荷トランジスタM4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、負荷トランジスタM4は、ドレインが差動トランジスタM2のドレインに接続され、ソースが負電源端子T22に接続されている。負荷トランジスタM3,M4は、それぞれのゲートとドレインが接続されている。 The load transistors M3 and M4 are composed of N-channel field effect transistors. A load transistor M3 is connected in series with the differential transistor M1. Specifically, the load transistor M3 has a drain connected to the drain of the differential transistor M1 and a source connected to the negative power supply terminal T22. A negative power supply voltage VSS is supplied to the negative power supply terminal T22. Load transistor M4 is connected in series with differential transistor M2. More specifically, the load transistor M4 has a drain connected to the drain of the differential transistor M2 and a source connected to the negative power supply terminal T22. The gates and drains of the load transistors M3 and M4 are connected.

定電流源21,22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のソースとの間に並列接続される。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21,22が供給する電流(I1+I2)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、反転入力電位INM、非反転入力電位INPに応じた値となる。 The constant current sources 21 and 22 are connected in parallel between the positive power supply terminal T21 and the commonly connected sources of the differential transistors M1 and M2. A positive power supply voltage VDD is supplied to the positive power supply terminal T21. The differential input section 2 divides the current (I1+I2) supplied by the constant current sources 21 and 22 to the differential transistors M1 and M2. A current ratio (divided current ratio) between the currents flowing through the differential transistors M1 and M2 is a value corresponding to the inverting input potential INM and the non-inverting input potential INP.

出力部3は、差動トランジスタM1及び差動トランジスタM2に流れる電流の比較結果を出力する。本実施形態では、出力部3は、出力回路31(=第1の出力回路)と、出力回路32(=第2の出力回路)とを有している。出力回路31及び出力回路32は、互いに反転した比較結果を出力する。 The output unit 3 outputs a comparison result of currents flowing through the differential transistor M1 and the differential transistor M2. In this embodiment, the output section 3 has an output circuit 31 (=first output circuit) and an output circuit 32 (=second output circuit). The output circuit 31 and the output circuit 32 output mutually inverted comparison results.

詳しく説明すると、差動トランジスタM2に流れる電流が差動トランジスタM1に流れる電流よりも大きい場合、出力回路31はLow状態(=負電源電圧VSS)を出力し、出力回路32はHigh状態(=正電源電圧VDD)を出力する。一方、差動トランジスタM1に流れる電流が差動トランジスタM2に流れる電流よりも大きい場合、出力回路31はHigh状態を出力し、出力回路32はLow状態を出力する。 Specifically, when the current flowing through the differential transistor M2 is larger than the current flowing through the differential transistor M1, the output circuit 31 outputs a Low state (=negative power supply voltage VSS), and the output circuit 32 outputs a High state (=positive power supply voltage VSS). power supply voltage VDD). On the other hand, when the current flowing through the differential transistor M1 is larger than the current flowing through the differential transistor M2, the output circuit 31 outputs a High state and the output circuit 32 outputs a Low state.

まず、出力回路31について説明する。出力回路31は、トランジスタM51,トランジスタM61と、トランジスタM71,トランジスタM81とを有している。トランジスタM51,M61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M51は、ゲートが負荷トランジスタM3のゲート、ドレインに接続され、ソースが負電源端子T22に接続されている。すなわち、トランジスタM51は、負荷トランジスタM3にカレントミラー接続され、負荷トランジスタM3に流れる電流をコピーして折り返す。トランジスタM61は、ゲートが負荷トランジスタM4のゲート、ドレインに接続され、ソースが負電源端子T22に接続されている。すなわち、トランジスタM61は、負荷トランジスタM4にカレントミラー接続され、負荷トランジスタM4に流れる電流をコピーして折り返す。 First, the output circuit 31 will be described. The output circuit 31 has a transistor M51, a transistor M61, a transistor M71, and a transistor M81. The transistors M51 and M61 are composed of N-channel field effect transistors. The transistor M51 has a gate connected to the gate and drain of the load transistor M3, and a source connected to the negative power supply terminal T22. That is, the transistor M51 is current-mirror-connected to the load transistor M3, and copies and returns the current flowing through the load transistor M3. The transistor M61 has a gate connected to the gate and drain of the load transistor M4, and a source connected to the negative power supply terminal T22. That is, the transistor M61 is current-mirror-connected to the load transistor M4, and copies and loops back the current flowing through the load transistor M4.

トランジスタM71,M81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M71,M81は、ソースが共通接続され、正電源端子T21に接続される。トランジスタM71のドレインは、トランジスタM51のドレインに接続され、トランジスタM71とトランジスタM51とは直列接続されている。また、トランジスタM81は、ゲートがトランジスタM71のゲート、ドレインに接続されている。すなわち、トランジスタM81は、トランジスタM71にカレントミラー接続され、トランジスタM71に流れる電流をコピーして折り返す。 The transistors M71 and M81 are composed of P-channel field effect transistors. The sources of the transistors M71 and M81 are connected in common and connected to the positive power supply terminal T21. The drain of the transistor M71 is connected to the drain of the transistor M51, and the transistors M71 and M51 are connected in series. The gate of the transistor M81 is connected to the gate and drain of the transistor M71. That is, the transistor M81 is current-mirror-connected to the transistor M71, and copies and loops back the current flowing through the transistor M71.

トランジスタM81のドレインが、トランジスタM61のドレインに接続され、トランジスタM81とトランジスタM61とが直列接続され、出力段を構成する。このトランジスタM61とトランジスタM81との接続ノードAが出力回路31の出力となる。 The drain of the transistor M81 is connected to the drain of the transistor M61, and the transistors M81 and M61 are connected in series to form an output stage. A connection node A between the transistor M61 and the transistor M81 is the output of the output circuit 31 .

次に、出力回路32について説明する。出力回路32は、トランジスタM52,トランジスタM62と、トランジスタM72,トランジスタM82とを有している。トランジスタM52,M62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M52は、ゲートが負荷トランジスタM3のゲート、ドレインに接続され、ソースが負電源端子T22に接続されている。すなわち、トランジスタM52は、負荷トランジスタM3にカレントミラー接続され、負荷トランジスタM3に流れる電流をコピーして折り返す。トランジスタM62は、ゲートが負荷トランジスタM4のゲート、ドレインに接続され、ソースが負電源端子T22に接続されている。すなわち、トランジスタM62は、負荷トランジスタM4にカレントミラー接続され、負荷トランジスタM4に流れる電流をコピーして折り返す。 Next, the output circuit 32 will be explained. The output circuit 32 has a transistor M52, a transistor M62, a transistor M72 and a transistor M82. The transistors M52 and M62 are composed of N-channel field effect transistors. The transistor M52 has a gate connected to the gate and drain of the load transistor M3, and a source connected to the negative power supply terminal T22. That is, the transistor M52 is current-mirror-connected to the load transistor M3, and copies and loops back the current flowing through the load transistor M3. The transistor M62 has a gate connected to the gate and drain of the load transistor M4, and a source connected to the negative power supply terminal T22. That is, the transistor M62 is current-mirror-connected to the load transistor M4, and copies and folds the current flowing through the load transistor M4.

トランジスタM72,M82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M72,M82は、ソースが共通接続され、正電源端子T21に接続される。トランジスタM82のドレインは、トランジスタM62のドレインに接続され、トランジスタM82とトランジスタM62とは直列接続されている。また、トランジスタM72は、ゲートがトランジスタM82のゲート、ドレインに接続されている。すなわち、トランジスタM72は、トランジスタM82にカレントミラー接続され、トランジスタM82に流れる電流をコピーして折り返す。 The transistors M72 and M82 are composed of P-channel field effect transistors. The sources of the transistors M72 and M82 are connected in common and connected to the positive power supply terminal T21. The drain of the transistor M82 is connected to the drain of the transistor M62, and the transistors M82 and M62 are connected in series. The gate of the transistor M72 is connected to the gate and drain of the transistor M82. That is, the transistor M72 is current-mirror-connected to the transistor M82, and copies and folds back the current flowing through the transistor M82.

トランジスタM72のドレインが、トランジスタM52のドレインに接続され、トランジスタM72とトランジスタM52とが直列接続される。このトランジスタM72とトランジスタM52との接続ノードBが出力回路32の出力となる。 The drain of the transistor M72 is connected to the drain of the transistor M52, and the transistors M72 and M52 are connected in series. A connection node B between the transistor M72 and the transistor M52 is the output of the output circuit 32. FIG.

電流制御部4は、出力回路31,32の出力が反転する遷移期間のみに定電流源22から差動トランジスタM1及び差動トランジスタM2に電流を供給させる。電流制御部4は、トランジスタM91,M92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,M92は、定電流源22と差動トランジスタM1,M2のソースとの間に直列接続されている。トランジスタM91は、ソースが定電流源22に接続され、ドレインがトランジスタM92のソースに接続され、ゲートが接続ノードAに接続されている。トランジスタM92は、ソースがトランジスタM91のドレインに接続され、ドレインが差動トランジスタM1,M2のソースに接続され、ゲートが接続ノードBに接続されている。 The current control unit 4 supplies current from the constant current source 22 to the differential transistors M1 and M2 only during the transition period in which the outputs of the output circuits 31 and 32 are inverted. The current control unit 4 has transistors M91 and M92. The transistors M91 and M92 are composed of P-channel field effect transistors. Transistors M91 and M92 are connected in series between constant current source 22 and the sources of differential transistors M1 and M2. The transistor M91 has a source connected to the constant current source 22, a drain connected to the source of the transistor M92, and a gate connected to the connection node A. The transistor M92 has a source connected to the drain of the transistor M91, a drain connected to the sources of the differential transistors M1 and M2, and a gate connected to the connection node B.

出力バッファ回路5は、接続ノードA、Bが各々接続され、出力信号VOUTを出力する。出力バッファ回路5は、トランジスタM11~M16と、インバータ回路51とを有している。トランジスタM11,M12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M11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に接続されている。トランジスタM12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に接続されている。 The output buffer circuit 5 is connected to the connection nodes A and B and outputs an output signal VOUT. The output buffer circuit 5 has transistors M 11 to M 16 and an inverter circuit 51 . The transistors M11 and M12 are composed of N-channel field effect transistors. The transistor M11 has a gate connected to the connection node A and a source connected to the negative power supply terminal T22. The transistor M12 has a gate connected to the connection node B and a source connected to the negative power supply terminal T22.

トランジスタM13~M16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M13は、ソースが正電源端子T21に接続され、ドレインが後述するトランジスタM15のソースに接続され、ゲートがトランジスタM12のドレインに接続されている。トランジスタM14は、ソースが正電源端子T21に接続され、ドレインが後述するトランジスタM16のソースに接続され、ゲートがトランジスタM11のドレインに接続されている。 The transistors M13 to M16 are composed of P-channel field effect transistors. The transistor M13 has a source connected to the positive power supply terminal T21, a drain connected to the source of the transistor M15 described later, and a gate connected to the drain of the transistor M12. The transistor M14 has a source connected to the positive power supply terminal T21, a drain connected to the source of the transistor M16 described later, and a gate connected to the drain of the transistor M11.

トランジスタM15は、ソースがトランジスタM13のドレインに接続され、ゲート及びドレインがトランジスタM11のドレインに接続されている。トランジスタM16は、ソースがトランジスタM14のドレインに接続され、ゲート及びドレインがトランジスタM12のドレインに接続されている。 The transistor M15 has a source connected to the drain of the transistor M13 and a gate and drain connected to the drain of the transistor M11. The transistor M16 has a source connected to the drain of the transistor M14 and a gate and drain connected to the drain of the transistor M12.

インバータ回路51は、入力にトランジスタM15のドレインとトランジスタM11のドレインの接続ノードが接続され、出力に出力端子T3が接続されている。 The inverter circuit 51 has an input connected to a connection node between the drain of the transistor M15 and the drain of the transistor M11, and an output connected to the output terminal T3.

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の出力がLow状態、すなわち、出力信号がほぼ負電源電圧VSSとなっている場合の動作を説明する。 Next, the operation of the comparator 1 having the configuration described above will be described. First, the operation will be described when the inverting input potential INM is higher than the non-inverting input potential INP and the output of the output terminal T3 is in a low state, that is, the output signal is approximately the negative power supply voltage VSS.

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からの電流がより多く流れ、負荷トランジスタM3よりも負荷トランジスタM4の方に多くの電流が流れる。このため、負荷トランジスタM3にカレントミラー接続されているトランジスタM51,M52よりも負荷トランジスタM4にカレントミラー接続されているトランジスタM61,M62の方に多くの電流が流れる。 When the inverting input potential INM is higher than the non-inverting input potential INP, more current flows from the constant current source 21 to the differential transistor M2 than to the differential transistor M1, and the load transistor M4 flows more than the load transistor M3. more current flows in the direction of Therefore, more current flows through the transistors M61 and M62 that are current-mirror-connected to the load transistor M4 than to the transistors M51 and M52 that are current-mirror-connected to the load transistor M3.

トランジスタM51に流れる小電流は、トランジスタM71に流れ、トランジスタM81のドレイン電流にコピーされる。トランジスタM81は小電流が流れるように動作し、トランジスタM61は大電流が流れるように動作するため、接続ノードAは、Low状態となる。接続ノードAがLow状態となると、トランジスタM11がオフする。トランジスタM11がオフすると、トランジスタM11のドレイン電位が上昇するため、トランジスタM14がオフする。 A small current flowing through transistor M51 flows through transistor M71 and is copied to the drain current of transistor M81. Since the transistor M81 operates to allow a small current to flow and the transistor M61 operates to allow a large current to flow, the connection node A is in the Low state. When the connection node A goes low, the transistor M11 is turned off. When the transistor M11 turns off, the drain potential of the transistor M11 rises, so the transistor M14 turns off.

また、トランジスタM62に流れる大電流は、トランジスタM82に流れ、トランジスタM72のドレイン電流にコピーされる。トランジスタM72は大電流が流れるように動作し、トランジスタM52は小電流が流れるように動作するため、接続ノードBは、High状態となる。接続ノードBがHigh状態となると、トランジスタM12がオンする。トランジスタM12がオンすると、トランジスタM12のドレイン電位が低下するため、トランジスタM13がオンする。 Also, the large current flowing through the transistor M62 flows through the transistor M82 and is copied to the drain current of the transistor M72. Since the transistor M72 operates to allow a large current to flow and the transistor M52 operates to allow a small current to flow, the connection node B becomes High. When the connection node B becomes High, the transistor M12 is turned on. When the transistor M12 is turned on, the drain potential of the transistor M12 is lowered, so that the transistor M13 is turned on.

上述したようにトランジスタM11がオフ、トランジスタM13がオンすると、インバータ回路51にHigh状態の電位が入力され、出力端子T3からLow状態の出力信号VOUTが出力される。 As described above, when the transistor M11 is turned off and the transistor M13 is turned on, a High potential is input to the inverter circuit 51, and a Low output signal VOUT is output from the output terminal T3.

なお、出力信号VOUTがLow状態のとき、上述したように接続ノードAはLow状態、接続ノードBは、High状態であるため、トランジスタM91がオン、トランジスタM92がオフとなる。 When the output signal VOUT is in the Low state, the connection node A is in the Low state and the connection node B is in the High state as described above, so the transistor M91 is turned on and the transistor M92 is turned off.

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を説明する。 Next, the operation when the non-inverted input potential INP is higher than the inverted input potential INM and the output 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からの電流がより多く流れ、負荷トランジスタM4よりも負荷トランジスタM3の方に多くの電流が流れる。このため、負荷トランジスタM4にカレントミラー接続されているトランジスタM61,M62よりも負荷トランジスタM3にカレントミラー接続されているトランジスタM51,M52の方に多くの電流が流れる。 When the non-inverting input potential INP is higher than the inverting input potential INM, more current flows from the constant current source 21 to the differential transistor M1 than to the differential transistor M2, and the load transistor M3 flows more than the load transistor M4. more current flows in the direction of Therefore, more current flows through the transistors M51 and M52 that are current-mirror-connected to the load transistor M3 than to the transistors M61 and M62 that are current-mirror-connected to the load transistor M4.

トランジスタM51に流れる大電流は、トランジスタM71に流れ、トランジスタM81のドレイン電流にコピーされる。トランジスタM81は大電流が流れるように動作し、トランジスタM61は小電流が流れるように動作するため、接続ノードAは、High状態となる。接続ノードAがHigh状態となると、トランジスタM11がオンする。トランジスタM11がオンすると、トランジスタM11のドレイン電位が低下するため、トランジスタM14がオンする。 The large current flowing through transistor M51 flows through transistor M71 and is copied to the drain current of transistor M81. Since the transistor M81 operates to allow a large current to flow and the transistor M61 operates to allow a small current to flow, the connection node A becomes High. When the connection node A becomes High, the transistor M11 is turned on. When the transistor M11 is turned on, the drain potential of the transistor M11 is lowered, so that the transistor M14 is turned on.

また、トランジスタM62に流れる小電流は、トランジスタM82に流れ、トランジスタM72のドレイン電流にコピーされる。トランジスタM72は小電流が流れるように動作し、トランジスタM52は大電流が流れるように動作するため、接続ノードBは、Low状態となる。接続ノードBがLow状態となると、トランジスタM12がオフする。トランジスタM12がオフすると、トランジスタM12のドレイン電位が上昇するため、トランジスタM13がオフする。 Also, the small current flowing through the transistor M62 flows through the transistor M82 and is copied to the drain current of the transistor M72. Since the transistor M72 operates to allow a small current to flow and the transistor M52 operates to allow a large current to flow, the connection node B is in the Low state. When the connection node B goes low, the transistor M12 is turned off. When the transistor M12 is turned off, the drain potential of the transistor M12 is increased, so that the transistor M13 is turned off.

上述したようにトランジスタM11がオン、トランジスタM13がオフすると、インバータ回路51にLow状態の電位が入力され、出力端子T3からHigh状態の出力信号VOUTが出力される。 As described above, when the transistor M11 is turned on and the transistor M13 is turned off, a low state potential is input to the inverter circuit 51, and a high state output signal VOUT is output from the output terminal T3.

なお、出力信号VOUTがHigh状態のとき、上述したように接続ノードAはHigh状態、接続ノードBは、Low状態であるため、トランジスタM91がオフ、トランジスタM92がオンとなる。 When the output signal VOUT is in the High state, the connection node A is in the High state and the connection node B is in the Low state as described above, so the transistor M91 is turned off and the transistor M92 is turned on.

次に、出力端子T3の出力信号VOUTがLow状態からHigh状態に変化する際の動作は、以下の通りとなる。 Next, the operation when the output signal VOUT of the output terminal T3 changes from the Low state to the High state is as follows.

このとき接続ノードAの電位は、LowからHighの状態に変化し、トランジスタM91はオン状態からオフ状態に変化する。一方、接続ノードBは、HighからLowの状態に変化し、トランジスタM92はオフ状態からオン状態に変化する。 At this time, the potential of the connection node A changes from Low to High, and the transistor M91 changes from ON to OFF. On the other hand, the connection node B changes from High to Low, and the transistor M92 changes from off to on.

その結果、接続ノードAと接続ノードBの電位が変化する期間において、トランジスタM91とトランジスタM92が同時にオン状態となる期間が生じる。その期間、定電流源21から供給される電流に加え、定電流源22から供給される電流がトランジスタM91,M92を介して、差動トランジスタM1,M2のテール電流として流れる。 As a result, during the period in which the potentials of the connection node A and the connection node B change, there is a period in which the transistor M91 and the transistor M92 are turned on at the same time. During that period, in addition to the current supplied from the constant current source 21, the current supplied from the constant current source 22 flows through the transistors M91 and M92 as tail currents of the differential transistors M1 and M2.

次に、出力端子T3の出力信号VOUTがHigh状態からLow状態に変化する際の動作は、以下の通りとなる。 Next, the operation when the output signal VOUT of the output terminal T3 changes from the High state to the Low state is as follows.

このとき接続ノードAの電位は、HighからLowの状態に変化し、トランジスタM91はオフ状態からオン状態に変化する。一方、接続ノードBは、LowからHighの状態に変化し、トランジスタM92はオン状態からオフ状態に変化する。 At this time, the potential of the connection node A changes from High to Low, and the transistor M91 changes from off to on. On the other hand, the connection node B changes from Low to High, and the transistor M92 changes from ON to OFF.

その結果、接続ノードAと接続ノードBの電位が変化する期間において、トランジスタM91とトランジスタM92が同時にオン状態となる期間が生じる。その期間、定電流源21から供給される電流に加え、定電流源22から供給される電流がトランジスタM91,M92を介して、差動トランジスタM1,M2のテール電流として流れる。 As a result, during the period in which the potentials of the connection node A and the connection node B change, there is a period in which the transistor M91 and the transistor M92 are turned on at the same time. During that period, in addition to the current supplied from the constant current source 21, the current supplied from the constant current source 22 flows through the transistors M91 and M92 as tail currents of the differential transistors M1 and M2.

上述した第1実施形態では、出力回路31,32の出力が反転する遷移期間に一時的にテール電流を電流(I1+I2)に増加させ、出力回路31,32の出力が反転した後はテール電流を電流I1に戻している。これにより、消費電流を増加させることなく、出力信号VOUTが変化する際の応答特性が改善されるという効果が得られるものとなっている。 In the first embodiment described above, the tail current is temporarily increased to the current (I1+I2) during the transition period in which the outputs of the output circuits 31 and 32 are inverted, and the tail current is increased after the outputs of the output circuits 31 and 32 are inverted. The current is returned to I1. As a result, it is possible to obtain the effect of improving the response characteristics when the output signal VOUT changes without increasing the current consumption.

また、上述した第1実施形態では、出力回路31,32を設け、出力バッファ回路5を構成するトランジスタM11のゲートとトランジスタM12のゲートを接続ノードA,B間に生じる差動出力信号で制御することで、出力端子T3の出力信号VOUTが変化する応答特性も改善している。 Further, in the above-described first embodiment, the output circuits 31 and 32 are provided, and the gates of the transistors M11 and M12 constituting the output buffer circuit 5 are controlled by differential output signals generated between the connection nodes A and B. As a result, the response characteristics of the output signal VOUT from the output terminal T3 are also improved.

なお、トランジスタM11,M12を、出力回路31,32を構成するトランジスタM51、M61、M52、M62、の少なくとも1つの閾値電圧よりも低くすることで、トランジスタM11,M12がオフ状態からオン状態に変化する時間が短縮され、出力バッファ回路5の応答特性がさらに改善される。 By lowering the threshold voltage of at least one of the transistors M51, M61, M52, and M62 constituting the output circuits 31 and 32, the transistors M11 and M12 change from the off state to the on state. The time required for the output buffer circuit 5 is shortened, and the response characteristic of the output buffer circuit 5 is further improved.

(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.

同図に示すように、コンパレータ1Bは、第1実施形態と同様に、差動入力部2と、出力回路31,32を有する出力部3と、電流制御部4Bと、出力バッファ回路5とを備えている。差動入力部2、出力回路31,32、出力バッファ回路5については上述した第1実施形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。 As shown in the figure, the comparator 1B includes a differential input section 2, an output section 3 having output circuits 31 and 32, a current control section 4B, and an output buffer circuit 5, as in the first embodiment. I have it. Since the differential input section 2, the output circuits 31 and 32, and the output buffer circuit 5 are the same as those of the above-described first embodiment, detailed description thereof will be omitted here.

第1実施形態と第2実施形態とで異なる点は、電流制御部4BがトランジスタM91,M92に加えてトランジスタM101,M102を有する点である。 The difference between the first embodiment and the second embodiment is that the current control section 4B has transistors M101 and M102 in addition to the transistors M91 and M92.

トランジスタM101,M102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M101は、ソースがトランジスタM81のドレインに接続され、ゲート及びドレインがトランジスタM61のドレインとトランジスタM91のゲートに接続されている。トランジスタM102は、ソースがトランジスタM72のドレインに接続され、ゲート及びドレインがトランジスタM52のドレインとトランジスタM92のゲートに接続されている。 The transistors M101 and M102 are composed of P-channel field effect transistors. The transistor M101 has a source connected to the drain of the transistor M81, and a gate and a drain connected to the drain of the transistor M61 and the gate of the transistor M91. The transistor M102 has a source connected to the drain of the transistor M72, and a gate and a drain connected to the drain of the transistor M52 and the gate of the transistor M92.

次に、上述した構成のコンパレータ1Bの動作について説明する。かかる構成におけるコンパレータ1Bは、後述する点を除けば、基本的には、第1実施形態と同様である。 Next, the operation of the comparator 1B having the configuration described above will be described. A comparator 1B having such a configuration is basically the same as that of the first embodiment, except for points described later.

即ち、第1実施形態において、トランジスタM91及びM92のオフ状態時のゲート電位は正電源電圧VDD付近となるが、第2実施形態では、ダイオード接続されたトランジスタM101及びM102のゲート・ソース電位差分、オフ状態時のゲート電位が低くなる。このため、トランジスタM91及びM92がオフ状態からオン状態に変化するタイミングの遅れを短縮するものとなっている。 That is, in the first embodiment, the gate potentials of the transistors M91 and M92 in the OFF state are near the positive power supply voltage VDD. The gate potential in the off state becomes low. As a result, the timing delay at which the transistors M91 and M92 change from the off state to the on state is shortened.

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、消費電流を増加させることなく、応答特性をさらに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 further improving the response characteristics without increasing the current consumption.

(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. 3, 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1Cは、第1実施形態と同様に、差動入力部2Cと、出力回路31C,32Cと、電流制御部4Cと、出力バッファ回路5Cとを備えている。 As shown in the figure, the comparator 1C includes a differential input section 2C, output circuits 31C and 32C, a current control section 4C, and an output buffer circuit 5C, as in the first embodiment.

第1実施形態と第3実施形態とで異なる点は、トランジスタM1~M4、M51,M52、M61,M62、M71,M72、M81,M82、M91,M92、M11~M16に相当するトランジスタM1C~M4C、M51C,M52C、M61C,M62C、M71C,M72C、M81C,M82C、M91C,M92C、M11C~M16Cの導電型を逆にした点である。また、第1実施形態と第3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 third embodiment is that the transistors M1C to M4C corresponding to the transistors M1 to M4, M51, M52, M61, M62, M71, M72, M81, M82, M91, M92, M11 to M16 , M51C, M52C, M61C, M62C, M71C, M72C, M81C, M82C, M91C, M92C, M11C to M16C are reversed. A difference between the first embodiment and the third embodiment is that the relationship between the positive power terminal T21 and the negative power terminal T22 is reversed.

第3実施形態も第1実施形態と同様に、消費電流を増加させることなく、応答特性をさらに改善するという効果が得られる。 In the third embodiment, similarly to the first embodiment, it is possible to obtain the effect of further improving the response characteristics without increasing current consumption.

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.

例えば、上述した第1~第3実施形態では、トランジスタM1(C)~M4(C)、M51(C),M52(C)、M61(C),M62(C)、M71(C),M72(C)、M81(C),M82(C)、M91(C),M92(C)、M101,M102、M11(C)~M16(C)は、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M1(C)~M4(C)、M51(C),M52(C)、M61(C),M62(C)、M71(C),M72(C)、M81(C),M82(C)、M91(C),M92(C)、M101,M102、M11(C)~M16(C)の少なくとも一つ以上が、バイポーラトランジスタから構成されていてもよい。この場合、トランジスタのゲートをベースに、ソースをエミッタに、ドレインをコレクタに置き換えて説明することができる。 For example, in the first to third embodiments described above, the transistors M1(C) to M4(C), M51(C), M52(C), M61(C), M62(C), M71(C), M72 (C), M81(C), M82(C), M91(C), M92(C), M101, M102, M11(C) to M16(C) consisted of field effect transistors. is not limited to Transistors M1(C)-M4(C), M51(C), M52(C), M61(C), M62(C), M71(C), M72(C), M81(C), M82(C) , M91(C), M92(C), M101, M102, M11(C) to M16(C) may be composed of bipolar transistors. In this case, description can be made by replacing the gate of the transistor with the base, the source with the emitter, and the drain with the collector.

また、上述した第1~第3施形態では、1つの負荷トランジスタM3(C)のゲートに2つのトランジスタM51(C),M52(C)が接続されていたが、これに限ったものではない。2つの負荷トランジスタM3(C)を設け、それぞれにトランジスタM51(C),M52(C)を接続してもよい。同様に、2つの負荷トランジスタM4(C)を設け、それぞれにトランジスタM61(C),M62(C)を接続してもよい。 In addition, in the first to third embodiments described above, two transistors M51(C) and M52(C) are connected to the gate of one load transistor M3(C), but this is not the only option. . Two load transistors M3(C) may be provided and transistors M51(C) and M52(C) may be connected respectively. Similarly, two load transistors M4(C) may be provided and connected to transistors M61(C) and M62(C), respectively.

また、上述した第1~第3実施形態では、出力回路31(C),32(C)としては、負荷トランジスタM3(C)、M4(C)とカレントミラー接続されたトランジスタM51(C),M52(C)、M61(C),M62(C)から構成されていたが、これに限ったものではない。出力回路31(C),32(C)としては、差動トランジスタM1(C),M2(C)の比較結果を出力し、かつ、互いに反転した出力であればよい。例えば、出力回路31(C),32(C)としては、差動トランジスタM1(C),M2(C)にフォールデッドカスコード接続されたトランジスタから構成されていてもよい。 In the first to third embodiments described above, the output circuits 31(C) and 32(C) include transistors M51(C) and M51(C) which are current-mirror connected to the load transistors M3(C) and M4(C). Although it is composed of M52(C), M61(C), and M62(C), it is not limited to this. The output circuits 31(C) and 32(C) may output the comparison result of the differential transistors M1(C) and M2(C) and output the mutually inverted outputs. For example, the output circuits 31(C) and 32(C) may be composed of transistors that are folded cascode-connected to the differential transistors M1(C) and M2(C).

1、1B、1C コンパレータ
2、2C 差動入力部
3、3C 出力部
4、4B、4C 電流制御部
5、5C 出力バッファ回路
21、21C 定電流源(第1の電流源)
22、22C 定電流源(第2の電流源)
31、31C 出力回路(第1の出力回路)
32、32C 出力回路(第2の出力回路)
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、M1C 差動トランジスタ(第1の差動トランジスタ)
M2、M2C 差動トランジスタ(第2の差動トランジスタ)
M3、M3C 負荷トランジスタ(第9の負荷トランジスタ)
M4、M4C 負荷トランジスタ(第10の負荷トランジスタ)
M11、M11C トランジスタ(第17のトランジスタ)
M12、M12C トランジスタ(第18のトランジスタ)
M51、M51C トランジスタ(第5のトランジスタ)
M52、M52C トランジスタ(第7のトランジスタ)
M61、M61C トランジスタ(第6のトランジスタ)
M62、M62C トランジスタ(第8のトランジスタ)
M71、71C トランジスタ(第11のトランジスタ)
M72、M72C トランジスタ(第14のトランジスタ)
M81、M81C トランジスタ(第12のトランジスタ)
M82、M82C トランジスタ(第13のトランジスタ)
M91、M91C トランジスタ(第3のトランジスタ)
M92、M92C トランジスタ(第4のトランジスタ)
M101 トランジスタ(第15のトランジスタ)
M102 トランジスタ(第16のトランジスタ)
VOUT 出力信号
1, 1B, 1C comparator 2, 2C differential input section 3, 3C output section 4, 4B, 4C current control section 5, 5C output buffer circuit 21, 21C constant current source (first current source)
22, 22C constant current source (second current source)
31, 31C output circuit (first output circuit)
32, 32C output circuit (second output circuit)
INM inverting input potential (first input potential)
INP non-inverting input potential (second input potential)
M1, M1C differential transistor (first differential transistor)
M2, M2C differential transistors (second differential transistors)
M3, M3C load transistors (ninth load transistors)
M4, M4C load transistor (tenth load transistor)
M11, M11C transistors (17th transistors)
M12, M12C transistor (18th transistor)
M51, M51C transistors (fifth transistors)
M52, M52C transistors (seventh transistors)
M61, M61C transistors (sixth transistors)
M62, M62C transistor (eighth transistor)
M71, 71C transistor (eleventh transistor)
M72, M72C transistor (14th transistor)
M81, M81C transistors (12th transistors)
M82, M82C transistor (13th transistor)
M91, M91C transistors (third transistors)
M92, M92C transistor (fourth transistor)
M101 transistor (15th transistor)
M102 transistor (16th transistor)
VOUT output signal

Claims (9)

第1の電流源及び第2の電流源と、前記第1の電流源及び前記第2の電流源からの電流が供給され、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を有する差動入力部と、
トランジスタから構成され、前記第1の差動トランジスタ及び第2の差動トランジスタに流れる電流の比較結果を出力する出力部と、
前記出力部の出力が反転する遷移期間にのみ前記第2の電流源から前記第1の差動トランジスタ及び第2の差動トランジスタに電流を供給させる電流制御部とを備えた、
コンパレータ。
A first current source and a second current source, and currents from the first current source and the second current source are supplied, and a current ratio corresponding to the first input potential and the second input potential a differential input having a first differential transistor and a second differential transistor through which current respectively flows;
an output unit composed of transistors for outputting a comparison result of currents flowing through the first differential transistor and the second differential transistor;
a current control unit that supplies current from the second current source to the first differential transistor and the second differential transistor only during a transition period in which the output of the output unit is inverted;
comparator.
請求項1に記載のコンパレータにおいて、
前記出力部は、互いに反転した比較結果を出力する第1の出力回路及び第2の出力回路を有し、
前記電流制御部は、前記第2の電流源と前記第1の差動トランジスタ及び第2の差動トランジスタの間に直列接続された第3のトランジスタ及び第4のトランジスタを有し、
前記第3のトランジスタのゲート又はベースが前記第1の出力回路の出力に接続され、
前記第4のトランジスタのゲート又はベースが前記第2の出力回路の出力に接続された、
コンパレータ。
The comparator of claim 1, wherein
The output unit has a first output circuit and a second output circuit that output mutually inverted comparison results,
the current control unit includes a third transistor and a fourth transistor connected in series between the second current source and the first differential transistor and the second differential transistor;
the gate or base of the third transistor is connected to the output of the first output circuit;
the gate or base of the fourth transistor is connected to the output of the second output circuit;
comparator.
請求項2に記載のコンパレータにおいて、
前記第1の出力回路は、前記第1の差動トランジスタに流れる電流を折り返す第5のトランジスタと、前記第2の差動トランジスタに流れる電流を折り返す第6のトランジスタとを有し、前記第6のトランジスタが出力段を構成し、
前記第2の出力回路は、前記第1の差動トランジスタに流れる電流を折り返す第7のトランジスタと、前記第2の差動トランジスタに流れる電流を折り返す第8のトランジスタとを有し、前記第7のトランジスタが出力段を構成する、
コンパレータ。
A comparator according to claim 2, wherein
The first output circuit includes a fifth transistor that folds current flowing through the first differential transistor, and a sixth transistor that folds current flowing through the second differential transistor. of transistors make up the output stage,
The second output circuit has a seventh transistor that folds a current flowing through the first differential transistor, and an eighth transistor that folds a current flowing through the second differential transistor. of transistors make up the output stage,
comparator.
請求項3に記載のコンパレータにおいて、
前記差動入力部が、前記第1の差動トランジスタに直列接続された第9の負荷トランジスタと、前記第2の差動トランジスタに直列接続された第10の負荷トランジスタとを有し、
前記第5のトランジスタ及び前記第7のトランジスタが、前記第9の負荷トランジスタにカレントミラー接続され、
前記第6のトランジスタ及び前記第8のトランジスタが、前記第10の負荷トランジスタにカレントミラー接続され、
前記第1の出力回路が、前記第5のトランジスタに直列接続された第11のトランジスタと、前記第11のトランジスタにカレントミラー接続され、前記第11のトランジスタに流れる電流を折り返す第12のトランジスタとを有し、前記第6のトランジスタ及び前記第12のトランジスタが直列接続され、その接続点が出力となり、
前記第2の出力回路が、前記第8のトランジスタに直列接続された第13のトランジスタと、前記第13のトランジスタにカレントミラー接続され、前記第13のトランジスタに流れる電流を折り返す第14のトランジスタとを有し、前記第7のトランジスタ及び前記第14のトランジスタが直列接続され、その接続点が出力となる、
コンパレータ。
A comparator according to claim 3, wherein
the differential input section includes a ninth load transistor serially connected to the first differential transistor and a tenth load transistor serially connected to the second differential transistor;
the fifth transistor and the seventh transistor are current-mirror connected to the ninth load transistor;
the sixth transistor and the eighth transistor are current-mirror connected to the tenth load transistor;
The first output circuit includes an eleventh transistor serially connected to the fifth transistor, and a twelfth transistor current-mirror-connected to the eleventh transistor for folding back the current flowing through the eleventh transistor. wherein the sixth transistor and the twelfth transistor are connected in series, and the connection point is an output;
The second output circuit includes a thirteenth transistor connected in series with the eighth transistor, and a fourteenth transistor current-mirror-connected to the thirteenth transistor to turn back the current flowing through the thirteenth transistor. wherein the seventh transistor and the fourteenth transistor are connected in series, and the connection point serves as an output;
comparator.
請求項4に記載のコンパレータにおいて、
前記電流制御部は、前記第6のトランジスタ及び前記第12のトランジスタの間にダイオード接続された第15のトランジスタと、前記第7のトランジスタ及び前記第14のトランジスタの間にダイオード接続された第16のトランジスタとを有し、
前記第3のトランジスタのゲート又はベースが、前記第15のトランジスタのゲート又はベースに接続され、
前記第4のトランジスタのゲート又はベースが、前記第16のトランジスタのゲート又はベースが接続された、
コンパレータ。
A comparator according to claim 4, wherein
The current control section includes a fifteenth transistor diode-connected between the sixth transistor and the twelfth transistor, and a sixteenth transistor diode-connected between the seventh transistor and the fourteenth transistor. and a transistor of
the gate or base of the third transistor is connected to the gate or base of the fifteenth transistor;
the gate or base of the fourth transistor is connected to the gate or base of the sixteenth transistor;
comparator.
請求項2~5の何れか1項に記載のコンパレータにおいて、
前記第1の出力回路の出力及び前記第2の出力回路の出力が各々接続され、出力信号を出力する出力バッファ回路を有する
コンパレータ。
In the comparator according to any one of claims 2 to 5,
A comparator comprising an output buffer circuit to which the output of the first output circuit and the output of the second output circuit are connected and which outputs an output signal.
請求項6に記載のコンパレータにおいて、
前記出力バッファ回路は、前記第1の出力回路の出力がゲート又はベースに接続された第17のトランジスタと、前記第2の出力回路の出力がゲート又はベースに接続された第18のトランジスタとを有し、前記第17のトランジスタ及び前記第18のトランジスタの閾値電圧が、前記出力部を構成するトランジスタの少なくとも1つの閾値電圧よりも低い、
コンパレータ。
A comparator according to claim 6, wherein
The output buffer circuit includes a seventeenth transistor whose gate or base is connected to the output of the first output circuit, and an eighteenth transistor whose gate or base is connected to the output of the second output circuit. wherein the threshold voltages of the seventeenth transistor and the eighteenth transistor are lower than the threshold voltage of at least one of the transistors forming the output section;
comparator.
請求項1~7の何れか1項に記載のコンパレータにおいて、
前記トランジスタの少なくとも1つ以上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。
In the comparator according to any one of claims 1 to 7,
At least one or more of the 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において、
前記トランジスタの少なくとも1つ以上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。
In the comparator according to any one of claims 1 to 8,
At least one or more of the transistors are composed of bipolar transistors,
comparator.
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