JP3125323B2 - ウインドウコンパレータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はウインドウコンパレータ
に関し、特に不感帯幅設定が可能なウインドウコンパレ
ータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のウインドウコンパレータは、図２
に示すように、ＰＮＰトランジスタＱ₁ ，Ｑ₂ 、抵抗Ｒ
₁ ，Ｒ₂ を有する第一のカレントミラー回路と、ＮＰＮ
トランジスタＱ₃ ，Ｑ₄ 、抵抗Ｒ₃ ，Ｒ₄ を有する第二
のカレントミラー回路と、抵抗Ｒ₅ ，Ｒ₆ ，Ｒ₇ 、基準
電圧源Ｖ_REF から成り、トランジスタＱ₂ のコレクタ端
子と抵抗Ｒ₆ の接続点Ｐ₃ 、トランジスタＱ₄ のコレク
タ端子と抵抗Ｒ₇ の接続点Ｐ₄ 各々の電圧値を出力とす
る、電圧設定回路、及び前記２つの出力が、各々の入力
端子の一方に接続される２つのコンパレータＣＯ₁ ，Ｃ
Ｏ₂ 、及び前記２つのコンパレータの出力を入力信号と
するＮＡＮＤ回路Ｎ₁ とで構成される。

【０００３】２つのカレントミラー回路の入力信号Ｉ_in
は、トランジスタＱ₁ ，Ｑ₃ のコレクタ・エミッタ間電
圧Ｖ_BE1 ，Ｖ_BE3 、抵抗Ｒ₁ ，Ｒ₃ ，Ｒ₅、及び電源電
圧Ｖ_CCで決まり、式（１）で示される。

【０００４】

【０００５】特に、Ｒ₁ ＝Ｒ₂ ＝Ｒ₃ ＝Ｒ₄ の条件下に
おいて、この電流値はカレントミラー回路の出力電流を
一致し、また、抵抗Ｒ₆ とＲ₇ の抵抗値をＲ₆ ＝Ｒ₇ ＝
Ｒ_D と設定することにより、点Ｐ₃ ，Ｐ₄ の電圧値
Ｖ_P3，Ｖ_P4は次式（２），（３）で決定される。

【０００６】

【０００７】

【０００８】Ｖ_P1，Ｖ_P2は、このウインドウコンパレー
タのしきい値であり、不感帯幅△Ｖは、式（４）とな
る。

【０００９】

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】この従来のウインドウ
コンパレータでは、不感帯幅△Ｖは（５）式となる。

【００１１】

【００１２】であり、Ｖ_BE1 ，Ｖ_BE3 の温度特性が効く
ため、不感帯幅が温度変化に対して変化することと、さ
らに、２つのカレントミラー回路の非対称性により、抵
抗Ｒ₆ とＲ₇ を流れる電流の大きさの間に差が生じ、２
つのしきい値Ｖ_P1とＶ_P2がＶ_REF に対し対称な値をとら
なくなるという問題点があった。

【００１３】

【課題を解決するための手段】オペアンプの反転入力
に、互いに等しい抵抗値をもつ、第一、第二の抵抗の各
々の一端が共通に接続され、前記第一の抵抗の他端は、
第三の抵抗を介して可変電圧源に接続され、前記第二の
抵抗の他端は、前記第三の抵抗と等しい抵抗値をもつ第
四の抵抗を介して、前記オペアンプの出力端に接続さ
れ、前記オペアンプの非反転入力が、基準電圧源に接続
され、前記第一、第三の抵抗の共通接続点と、前記第
二、第四の抵抗の共通接続点との差電圧を不感帯幅とす
る。

【００１４】

【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。

【００１５】図１は本発明の一実施例のウインドウコン
パレータの回路図である。オペアンプＡ₁ の非反転入力
に基準電圧Ｖ_REF が接続され、反転入力には、可変電圧
源Ｖ_DZが抵抗ｒ₃ ，ｒ₄ を介して接続されている。ま
た、前記オペアンプの抵抗ｒ₃ が接続されている反転入
力は、抵抗ｒ₁ ，ｒ₂ を介して前記オベアンプの出力端
に接続されている。ｒ₁ とｒ₄ 、ｒ₂ とｒ₃ の抵抗値は
各々等しい。抵抗ｒ₁ 、ｒ₂ の接続点Ｐ₁ と、抵抗
ｒ₃ ，ｒ₄ の接続点Ｐ₂ の各電圧Ｖ_P1とＶ_P2が、コンパ
レータＣＯ₁ ，ＣＯ₂ の各々の入力端子の一方に伝えら
れ、他方の入力端子には、共通の入力信号Ｖ_I が接続さ
れている。２つのコンパレータＣＯ₁ ，ＣＯ₂ の出力は
ＮＡＮＤ回路に入力され、信号Ｖ_O が出力される。

【００１６】ｒ₁ ＝ｒ₄ ＝ｒ_a 、ｒ₂ ＝ｒ₃ ＝ｒ_b とす
ると、Ｖ_P1、Ｖ_P2は（６），（７）式となる。

【００１７】

【００１８】

【００１９】このウインドウコンパレータの不感帯幅△
Ｖは（８）となる。

【００２０】

【００２１】である。

【００２２】図３は、本発明の他の実施例としてのウイ
ンドウコンパレータの回路図であり、図１の可変電圧Ｖ
_DZを、基準電圧Ｖ_REF に接続した可変抵抗Ｒ₈ より得て
いる。

【００２３】Ｒ₈ がＲ_A ，Ｒ_B に分割される、つまり点
Ｐ₅ の電圧値Ｖ_P3が（９）式であるとき、Ｖ_P1、及びＶ
_P2の値は、（１０），（１１）式となる。不感帯幅△Ｖ
は（１２）式となる。

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】図４の実施例は、図１中のオペアンプＡ₁
の部分を、ＩＣ化したウインドウコンパレータの回路図
である。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ウインド
ウコンパレータの基準電圧をオペアンプを介して与えた
ことにより、前記実施例において、オペアンプＡ₁ の反
転入力に流れ込む電流は無視できるため、抵抗ｒ₂ ，ｒ
₃ を流れる電流値は等しく、しきい値電圧Ｖ_P1，Ｖ_P2の
基準電圧Ｖ_REF に対する対称性が保たれると供に、第３
図の実施例の不感帯幅△Ｖは、前記のように可変抵抗Ｒ
₈ による分割抵抗値Ｒ_A ，Ｒ_B を含む式（１２）で示さ
れるので、その温度特性は、基準電圧Ｖ_REF のみに依存
するので、温度変化に対して安定である。

【００３０】これを具体的な数値を用いた例をあげて説
明する。従来例における不感帯幅△Ｖは前記（５）式で
あるので、ある有限温度Ｔのとき、△Ｖ（Ｔ）は（１
３）式となる。

【００３１】

【００３２】と表される。ただし、式（１３）において
Ｔ_O は常温（＝３００°Ｋ）を示している。よって不感
帯幅の温度変化率α_T は（１４）式となる。

【００３３】

【００３４】である。Ｖ_CC＝５Ｖ、Ｖ_BE1 ＝Ｖ_BE3 ＝
０．７Ｖ、ｄＶ_BE1 ／ｄＴ＝ｄＶ_BE3 ／ｄＴ＝−２ｍＶ
／℃として、温度Ｔが常温より＋１００℃上昇したとき
の、温度変化率α₊₁₀₀を見積ると、α₊₁₀₀＝０．１１＝
１１（％）となる。

【００３５】次に、第３図の実施例での、有限温度Ｔの
ときの△Ｖ（Ｔ）は前記（１２）式より、（１５）式で
表わされる。

【００３６】

【００３７】よって不感帯幅の温度変化率α_T は、（１
６）式となる。

【００３８】

【００３９】基準電圧Ｖ_REF を一般的となる端子レギュ
レーターを用いると、Ｖ_REF （Ｔ_O ）＝５．０Ｖ、ｄＶ
_REF／ｄＴ＝０．４ｍＶ／℃ですので、これらを（１
６）式に代入して、温度Ｔが常温より、＋１００℃上昇
したときの、温度変化率α₊₁₀₀を求めると、α₊₁₀₀＝
０．００８＝０．８（％）となる。

【００４０】以上の例のように、本発明は、ウインドウ
コンパレータにおける不感帯幅の温度変化率を従来のも
のより、著しく減少させる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例である。

【図２】従来例である。

【図３】第２実施例である。

【図４】第３実施例である。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オペアンプの反転入力に、互いに等しい
   抵抗値をもつ、第一、第二の抵抗の各々の一端が共通に
   接続され、前記第一の抵抗の他端は、第三の抵抗を介し
   て可変電圧源に接続され、前記第二の抵抗の他端は、前
   記第三の抵抗と等しい抵抗値をもつ第四の抵抗を介し
   て、前記オペアンプの出力端に接続され、前記オペアン
   プの非反転入力が、基準電圧源に接続され、前記第一、
   第三の抵抗の共通接続点と、前記第二、第四の抵抗の共
   通接続点との差電圧を不感帯幅とすることを特徴とする
   ウインドウコンパレータ。
2. 【請求項２】 前記可変電圧源の電圧値を、前記基準電
   圧源の電圧を分圧することによって与えることを特徴と
   する請求項１記載のウインドウコンパレータ。