JP2573393B2 - コンパレータ回路 - Google Patents

コンパレータ回路

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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K21/00Details of pulse counters or frequency dividers
    • H03K21/40Monitoring; Error detection; Preventing or correcting improper counter operation
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/26Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback
    • H03K3/28Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback
    • H03K3/281Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator
    • H03K3/286Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator bistable
    • H03K3/2893Bistables with hysteresis, e.g. Schmitt trigger

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  • Power Engineering (AREA)
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  • Manipulation Of Pulses (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は特に比較的精度を厳密に必要としないコン
パレータ回路に関する。
(従来の技術) 第8図は従来のコンパレータ回路の構成を示す回路図
である。比較対照となる入力信号INはNPNトランジスタT
r11のベースに入力される。この入力信号INは、対のNPN
トランジスタTr12のベースに印加される電圧V2と比較さ
れる。Tr11,12それぞれのエミッタ電流は、ベースが共
通接続されたPNPトランジスタTr13,14の各エミッタに供
給される。マルチコレクタのTr13,14それぞれの第1コ
レクタは、このTr13,14の共通ベースに接続されると共
に抵抗R11でバイアス回路を構成し、第2コレクタの電
流をNPNトランジスタTr15,16からなるカレントミラー回
路に供給する。
入力信号INがV2より高いと、カレントミラー回路を構
成するTr15,16には、このTr16のコレクタにベースが接
続されたNPNトランジスタTr17をオフ状態にするように
電流が流れる。つまり、Tr14のコレクタ電流よりTr16の
コレクタ電流が大きくなる。従って、Tr17のオフ状態に
より、Tr17のコレクタに接続された抵抗R12、さらにR1
3,R14を介して電流が流れ、この電流はNPNトランジスタ
Tr18,19それぞれのベース電流となる。従って、Tr18及
び、コレクタから出力信号OUTを得るTr19が共にオン状
態になる。Tr18のオンにより、V2は抵抗R15とR16の分割
抵抗による分圧比により決定される。
入力信号INがV2より低いと、カレントミラー回路を構
成するTr15,16には、このTr16のコレクタにベースが接
続されたNPNトランジスタTr17をオン状態にするように
電流が流れる。つまり、Tr14のコレクタ電流よりTr16の
コレクタ電流が小さくなる。従って、Tr17のオン状態に
より、Tr18,19は共にオフ状態となる。Tr18のオフによ
りV2は電源電圧Vccとなる。
上述したようにこの構成の回路では、出力OUTを得るT
r18がオンするための入力信号INにおけるスレッシュホ
ールド電圧VthONは、 VthON=Vcc …(1) であり、出力OUTを得るTr18がオフするための入力信号I
Nにおけるスレッシュホールド電圧VthOFFは VthOFF≒Vcc・R16/(R15+R16) …(2) である。
このように、ある程度ヒステリシス(不感帯幅)を持
ち、比較的Vthの精度を必要としない構成であるにもか
かわらず、IC化する際、上記コンパレータ回路を構成す
るのに第8図のごとく15素子ほど必要となる。
(発明が解決しようとする課題) このように、従来ではヒステリシスを持つコンパレー
タ回路をIC化する際、素子数が多く、チップサイズが大
きくなり、コストアップになるという欠点がある。
この発明は上記のような事情を考慮してなされたもの
であり、その目的は、必要かつ最小限の機能を確保した
上で回路の簡素化を図り、ICチップサイズの縮小に寄与
するコンパレータ回路を提供することにある。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) この発明のコンパレータ回路は、電流通路の一端と他
端及びこの電流通路の電流を制御する第1制御端子を有
する第1極性の第1のトランジスタと、電流通路の一端
と他端及びこの電流通路の電流を制御する第2制御端子
を有し、一端は前記第1制御端子と結合され、第2制御
端子は前記第1のトランジスタの一端と結合されて、第
1と第2の電位との間で正帰還動作するように構成され
た第2極性の第2のトランジスタと、前記第2制御端子
と前記第2の電位との間に結合された第1の抵抗素子
と、前記第1制御端子と前記第2のトランジスタの一端
との間の正帰還経路に形成された第2の抵抗素子と、電
流通路の一端と他端及びこの電流通路の電流を制御する
第3制御端子を有し、前記第2のトランジスタの一端に
前記第3制御端子が接続される第2極性の第3のトラン
ジスタと、前記第1の電位と前記第1制御端子との間に
結合された第3の抵抗素子とを具備し、前記第1のトラ
ンジスタの他端に入力に応じた信号が供給され、前記第
1制御端子における基準電位と比較されることにより第
3のトランジスタの一端に出力信号が得られることを特
徴としている。
(作用) この発明では、相異なる極性の第1のトランジスタ及
び第2のトランジスタを互いに正帰還方向に接続した第
1の回路手段により素子数が大幅に削減される。
(実施例) 以下、図面を参照してこの発明を実施例により説明す
る。
第1図はこの発明の一実施例による構成を示す回路図
である。
PNPトランジスタTr1のエミッタは入力信号INの入力端
になっている。Tr1はマルチコレクタを有しており、第
1コレクタは抵抗R1を介して接地電圧GNDに接続され、
第2コレクタは抵抗R2の一端に接続されると共にベース
に接続されている。このTr1のベースは抵抗R3を介して
電源電圧Vccに接続されている。抵抗R2の他端はNPNトラ
ンジスタTr2のコレクタ及びNPNトランジスタTr3のベー
スに接続されている。Tr2のベースは上記Tr1のコレクタ
と抵抗R1との接続点に接続され、エミッタはGNDに接続
されている。Tr3のエミッタはGNDに接続され、コレクタ
は出力信号OUTの出力端になっている。
基準電圧V1はTr1のベース電位であり、抵抗R2とR3の
分割抵抗による分圧比により決定される。以下、上記構
成の回路の動作について説明する。
入力信号INがV1より高く、Tr1のベース,エミッタ間
電圧VBE1以上の電位差があるとTr1がオン状態になる。
これにより、Tr2がオン状態となり、Tr3がオフ状態にな
る。Tr2のコレクタに抵抗R2を介して接続されているTr1
には正帰還がかかることになる。
入力信号INがV1より低いとTr1がオフ状態になる。こ
れにより、Tr2がオフ状態となり、Tr3がオン状態にな
る。
ここで、出力OUTを得るTr3がオフするための入力信号
INにおけるスレッシュホールド電圧VthOFFは、 VthOFF=R2/(R2+R3)・Vcc +R3/(R2+R3)・VBE3+VBE1 …(3) また、出力OUTを得るTr3がオンするための入力信号IN
におけるスレッシュホールド電圧VthONは、 VthON≒R2/(R2+R3)・Vcc+VBE1 …(4) で表される。
上記構成の回路によれば、6素子という少ない素子数
でヒステリシス(不感帯幅)を有するコンパレータ回路
が構成される。すなわち、上記(3)式におけるR3/(R
2+R3)・VBE3がヒステリシス分となる。
第2図はこの発明の第2の実施例の構成を示す回路図
である。第1図の回路における抵抗R3とTr1のベースと
の間にカソード,アノード間が接続されたダイオードD1
が挿入されている。このダイオードD1のVF(立ち上がり
電圧)により、Tr1のベース,エミッタ間電圧VBE1の温
度特性変化がキャンセルされるように構成されている。
第3図はこの発明の第3の実施例の構成を示す回路図
である。第1図の回路において、Tr1をシングルコレク
タとし、Tr1のコレクタとTr2のベースとの間に抵抗R4を
挿入している。この抵抗R4はTr2へのベース電流を制限
し、Tr2の破壊防止用として構成されている。
第4図はこの発明の第4の実施例の構成を示す回路図
である。第1図の回路において、入力信号INが供給され
るPNPトランジスタTr1のエミッタとVccとの間に新たに
設けたNPNトランジスタTr4のコレクタ,エミッタ間を接
続し、このTr4のベースに入力信号INが供給されるよう
になっている。エミッタフォロワのTr4を入力トランジ
スタとしたことにより、第1図の構成の回路より入力イ
ンピーダンスが高くなり、入力電流を小さくすることが
できる。
第5図はこの発明の第5の実施例の構成を示す回路図
である。第1図の回路において、Tr2のベースのGNDとの
間に新たに設けたNPNトランジスタTr5のコレクタ,エミ
ッタ間を接続し、このTr5のベースに制御信号LINが供給
されるようになっている。この制御信号LINを“H"レベ
ルにすることにより、入力信号INのレベルに関係なくTr
3をオン状態にすることができる。
第6図はこの発明の第6の実施例の構成を示す回路図
である。第1図の回路におい、Tr3のベースとGNDとの間
に新たに設けたNPNトランジスタTr6のコレクタ,エミッ
タ間を接続し、このTr6のベースに制御信号HINが供給さ
れるようになっている。この制御信号HINを“H"レベル
にすることにより、入力信号INのレベルに関係なくTr3
をオフ状態にすることができる。
第7図はこの発明の第6の実施例の構成を示す回路図
であり、上記第2図〜第6図の回路構成をすべて設けた
構成の回路図である。
このような種々の機能を設けた実施例回路でも素子数
は11素子であり、これにより素子数の大幅な削減が期待
できる。
[発明の効果] 以上説明したようにこの発明によれば、必要かつ最小
限の機能を確保した上で回路の簡素化を図り、ICチップ
サイズの縮小に寄与するコンパレータ回路が提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による構成を示す回路図、
第2図はこの発明の第2の実施例による構成を示す回路
図、第3図はこの発明の第3の実施例による構成を示す
回路図、第4図はこの発明の第4の実施例による構成を
示す回路図、第5図はこの発明の第5の実施例による構
成を示す回路図、第6図はこの発明の第6の実施例によ
る構成を示す回路図、第7図はこの発明の第7の実施例
による構成を示す回路図、第8図は従来のコンパレータ
回路の構成を示す回路図である。 Tr1……PNPトランジスタ、Tr2,Tr3……NPNトランジス
タ、R1,R2,R3……抵抗。

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電流通路の一端と他端及びこの電流通路の
    電流を制御する第1制御端子を有する第1極性の第1の
    トランジスタと、 電流通路の一端と他端及びこの電流通路の電流を制御す
    る第2制御端子を有し、一端は前記第1制御端子と結合
    され、第2制御端子は前記第1のトランジスタの一端と
    結合されて、第1と第2の電位との間で正帰還動作する
    ように構成された第2極性の第2のトランジスタと、 前記第2制御端子と前記第2の電位との間に結合された
    第1の抵抗素子と、 前記第1制御端子と前記第2のトランジスタの一端との
    間の正帰還経路に形成された第2の抵抗素子と、 電流通路の一端と他端及びこの電流通路の電流を制御す
    る第3制御端子を有し、前記第2のトランジスタの一端
    に前記第3制御端子が接続される第2極性の第3のトラ
    ンジスタと、 前記第1の電位と前記第1制御端子との間に結合された
    第3の抵抗素子と を具備し、 前記第1のトランジスタの他端に入力に応じた信号が供
    給され、前記第1制御端子における基準電位と比較され
    ることにより第3のトランジスタの一端に出力信号が得
    られることを特徴とするコンパレータ回路。
  2. 【請求項2】前記第1のトランジスタの温度による特性
    変動の補償手段をさらに具備することを特徴とする請求
    項1記載のコンパレータ回路。
  3. 【請求項3】前記第1のトランジスタの他端と第1の電
    位との間にエミッタフォロワ構成とする第4のトランジ
    スタをさらに具備することを特徴とする請求項1記載の
    コンパレータ回路。
  4. 【請求項4】前記第1のトランジスタの一端と前記第2
    のトランジスタの制御端子との間に結合される第4の抵
    抗素子をさらに具備することを特徴とする請求項1記載
    のコンパレータ回路。
  5. 【請求項5】電流通路の一端と他端及びこの電流通路の
    電流を制御する第4制御端子を有し、一端は前記第2制
    御端子に、他端は前記第2の電位に結合される第4のト
    ランジスタをさらに具備することを特徴とする請求項1
    記載のコンパレータ回路。
  6. 【請求項6】電流通路の一端と他端及びこの電流通路の
    電流を制御する第4制御端子を有し、一端と他端が前記
    第2のトランジスタの一端と他端に並列に結合される第
    4のトランジスタをさらに具備することを特徴とする請
    求項1記載のコンパレータ回路。
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