JP4851559B2 - Threshold circuit - Google Patents

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Description

本発明は、センサノード等に用いる閾値回路に関するものであり、特に閾値回路の低電力化技術に関するものである。   The present invention relates to a threshold circuit used for a sensor node or the like, and more particularly to a technique for reducing the power consumption of the threshold circuit.

閾値回路が使用される従来のセンサノードシステムの構成を図17に示す(例えば、特許文献1参照)。センサノードシステムは、センサノードチップ50と、受信装置60とから構成される。センサノードチップ50は、計測の対象となる物理量を検知するセンサ素子51と、センサ素子51が検知した信号を例えば増幅して出力するセンサ回路52と、センサ回路52の出力信号を閾値処理して検知データとして出力する閾値回路53と、例えば検知データを圧縮する処理や検知データにチップの識別情報を付加する処理等を行うCPU54と、CPU54のプログラムを記憶するメモリ55と、CPU54から出力される検知データを受信装置60に無線送信する無線部56と、センサノードチップ50の各構成に電力を供給する電源57とを備えている。   FIG. 17 shows a configuration of a conventional sensor node system in which a threshold circuit is used (see, for example, Patent Document 1). The sensor node system includes a sensor node chip 50 and a receiving device 60. The sensor node chip 50 performs threshold processing on a sensor element 51 that detects a physical quantity to be measured, a sensor circuit 52 that amplifies and outputs a signal detected by the sensor element 51, and an output signal of the sensor circuit 52, for example. Output from the threshold circuit 53 output as detection data, a CPU 54 that performs processing for compressing detection data, processing for adding chip identification information to detection data, and the like, a memory 55 that stores a program for the CPU 54, and the CPU 54. A wireless unit 56 that wirelessly transmits detection data to the receiving device 60 and a power source 57 that supplies power to each component of the sensor node chip 50 are provided.

従来の閾値回路の回路図を図18に示す(例えば、非特許文献1参照)。この閾値回路では、第1、第2のPMOSトランジスタQ100,Q101と第1のNMOSトランジスタQ102とが第1の共通電位VDD(電源電位)と第2の共通電位(接地電位)との間に直列に接続され、各トランジスタQ100,Q101,Q102のゲート端子が共通化されて入力端子INに接続され、第2のPMOSトランジスタQ101のドレイン端子と第1のNMOSトランジスタQ102のドレイン端子との接続点が出力端子OUTに接続されている。そして、第1のPMOSトランジスタQ100のドレイン端子と第2のPMOSトランジスタQ101のソース端子との接続点に第3のPMOSトランジスタQ103のソース端子が接続され、第3のPMOSトランジスタQ103のゲート端子が出力端子OUTに接続され、第3のPMOSトランジスタQ103のドレイン端子が接地電位に接続されている。   A circuit diagram of a conventional threshold circuit is shown in FIG. 18 (see, for example, Non-Patent Document 1). In this threshold circuit, the first and second PMOS transistors Q100 and Q101 and the first NMOS transistor Q102 are connected in series between a first common potential VDD (power supply potential) and a second common potential (ground potential). The gate terminals of the transistors Q100, Q101, Q102 are made common and connected to the input terminal IN, and the connection point between the drain terminal of the second PMOS transistor Q101 and the drain terminal of the first NMOS transistor Q102 is It is connected to the output terminal OUT. The source terminal of the third PMOS transistor Q103 is connected to the connection point between the drain terminal of the first PMOS transistor Q100 and the source terminal of the second PMOS transistor Q101, and the gate terminal of the third PMOS transistor Q103 is output. Connected to the terminal OUT, the drain terminal of the third PMOS transistor Q103 is connected to the ground potential.

図18に示した従来の閾値回路の動作を図19に示す入出力特性を用いて説明する。図19では、横軸は入力端子INの電圧V(IN)を示し、縦軸は出力端子OUTの電圧V(OUT)を示している。
まず、入力端子INの電圧V(IN)がLowからHighに遷移した場合について述べる。入力端子INの電圧V(IN)がLowの時、第1のNMOSトランジスタQ102はオフ状態、第1、第2のPMOSトランジスタQ100,Q101はオン状態であり、出力端子OUTの電圧V(OUT)はHighとなる。このとき、第3のPMOSトランジスタQ103はオフ状態である。
The operation of the conventional threshold circuit shown in FIG. 18 will be described using the input / output characteristics shown in FIG. In FIG. 19, the horizontal axis indicates the voltage V (IN) of the input terminal IN, and the vertical axis indicates the voltage V (OUT) of the output terminal OUT.
First, the case where the voltage V (IN) of the input terminal IN transits from Low to High will be described. When the voltage V (IN) at the input terminal IN is Low, the first NMOS transistor Q102 is in the off state, the first and second PMOS transistors Q100 and Q101 are in the on state, and the voltage V (OUT) at the output terminal OUT. Becomes High. At this time, the third PMOS transistor Q103 is in an off state.

入力端子INの電圧V(IN)が増加すると、第1のNMOSトランジスタQ102がオン状態となり、入力端子INの電圧V(IN)が第1の閾値電圧Vthhに達すると、出力端子OUTの電圧V(OUT)はLowとなる。第1の閾値電圧Vthhは、第1、第2のPMOSトランジスタQ100,Q101を合わせた駆動力と第1のNMOSトランジスタQ102の駆動力との比率で決まる。   When the voltage V (IN) at the input terminal IN increases, the first NMOS transistor Q102 is turned on, and when the voltage V (IN) at the input terminal IN reaches the first threshold voltage Vthh, the voltage V at the output terminal OUT. (OUT) becomes Low. The first threshold voltage Vthh is determined by the ratio between the driving power of the first and second PMOS transistors Q100 and Q101 and the driving power of the first NMOS transistor Q102.

次に、入力端子INの電圧V(IN)がHighからLowに遷移した場合について述べる。入力端子INの電圧V(IN)がHighのとき、第1、第2のPMOSトランジスタQ100,Q101はオフ状態、第1のNMOSトランジスタQ102はオン状態であり、第3のPMOSトランジスタQ103はオン状態である。したがって、第1のPMOSトランジスタQ100のドレイン端子と第2のPMOSトランジスタQ101のソース端子との接続点は、接地電位となる。   Next, a case where the voltage V (IN) of the input terminal IN transitions from High to Low will be described. When the voltage V (IN) of the input terminal IN is High, the first and second PMOS transistors Q100 and Q101 are in an off state, the first NMOS transistor Q102 is in an on state, and the third PMOS transistor Q103 is in an on state. It is. Therefore, the connection point between the drain terminal of the first PMOS transistor Q100 and the source terminal of the second PMOS transistor Q101 is the ground potential.

入力端子INの電圧V(IN)が減少して第1、第2のPMOSトランジスタQ100,Q101がオン状態、第1のNMOSトランジスタQ102がオフ状態となることにより、出力端子OUTの電圧V(OUT)が上昇し、第3のPMOSトランジスタQ103がオフ状態に近づく。入力端子INの電圧V(IN)が第2の閾値電圧Vthlに達すると、出力端子OUTの電圧V(OUT)がHighとなる。出力端子OUTの電圧V(OUT)がLowの際に第3のPMOSトランジスタQ103がオン状態であり、第1、第2のPMOSトランジスタQ100,Q101が出力端子OUTの電圧V(OUT)を上昇させるのを妨げることから、第1の閾値電圧Vthhよりも第2の閾値電圧Vthlは小さくなる。   When the voltage V (IN) at the input terminal IN decreases and the first and second PMOS transistors Q100 and Q101 are turned on and the first NMOS transistor Q102 is turned off, the voltage V (OUT ) Rises, and the third PMOS transistor Q103 approaches the OFF state. When the voltage V (IN) at the input terminal IN reaches the second threshold voltage Vthl, the voltage V (OUT) at the output terminal OUT becomes High. When the voltage V (OUT) at the output terminal OUT is Low, the third PMOS transistor Q103 is in the on state, and the first and second PMOS transistors Q100 and Q101 increase the voltage V (OUT) at the output terminal OUT. Therefore, the second threshold voltage Vthl is smaller than the first threshold voltage Vthh.

このように、図18に示した閾値回路では、入力端子INの電圧V(IN)がLowからHighに遷移する際の閾値電圧Vthhと、入力端子INの電圧V(IN)がHighからLowに遷移する際の閾値電圧Vthlとが異なることにより、入力端子INの電圧V(IN)が閾値電圧付近で変動しても、出力信号にグリッジと呼ばれるノイズが発生しないという特徴を有する。   As described above, in the threshold circuit shown in FIG. 18, the threshold voltage Vthh when the voltage V (IN) at the input terminal IN transits from Low to High and the voltage V (IN) at the input terminal IN goes from High to Low. Since the threshold voltage Vthl at the time of transition is different, even if the voltage V (IN) of the input terminal IN fluctuates in the vicinity of the threshold voltage, noise called a glitch is not generated in the output signal.

特開2004−024551号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-024551

Sung-Mo Kang,Yusuf Leblebici,「Cmos Digital Integrated Circuits: Analysis and Design」,第2版,William C Brown Pub,1998年9月,p.341−345Sung-Mo Kang, Yusuf Leblebici, “Cmos Digital Integrated Circuits: Analysis and Design”, 2nd edition, William C Brown Pub, September 1998, p. 341-345

図17に示したセンサノードチップに図18に示した閾値回路を適用すると、センサ回路の出力がLowからHighに徐々に遷移する場合に、閾値回路のトランジスタQ100〜Q102に大きな貫通電流が流れ、特に、センサ回路の出力がLowとHighの中間電位を保持した場合にその期間中に大きな電流が流れ続ける。センサノードチップの電源としては一般に電池が使用されているので、閾値回路に大きな貫通電流が流れ続けると、限られたエネルギー源で動作するセンサノードチップの動作時間が短くなってしまうという問題があった。   When the threshold circuit shown in FIG. 18 is applied to the sensor node chip shown in FIG. 17, when the output of the sensor circuit gradually transitions from Low to High, a large through current flows through the transistors Q100 to Q102 of the threshold circuit, In particular, when the output of the sensor circuit holds an intermediate potential between Low and High, a large current continues to flow during that period. Since a battery is generally used as a power supply for the sensor node chip, there is a problem that if a large through current continues to flow through the threshold circuit, the operation time of the sensor node chip operating with a limited energy source is shortened. It was.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、閾値回路を低消費電力化することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to reduce the power consumption of a threshold circuit.

本発明の閾値回路(第1、第4の実施の形態)は、ゲート端子が入力端子に接続され、ソース端子が第1の共通電位に接続され、ドレイン端子が出力端子に接続され、前記入力端子の電圧が所定の論理閾値より低いときにオン状態となり論理閾値より高いときにオフ状態となる第1の第1極性トランジスタと、第1の端子が前記第1の第1極性トランジスタのドレイン端子および前記出力端子に接続され、第2の端子が第2の共通電位に接続され、前記第1の端子から前記第2の端子に流れる電流を制限する電流制限部と、前記第1の第1極性トランジスタのドレイン端子および前記出力端子に接続され、前記第1の第1極性トランジスタがオン状態のときの充電電流により電荷を蓄積する電荷蓄積部とを備え、前記電流制限部の電流値が、サブマイクロアンペア以下に設定され、前記電流制限部は、前記出力端子の電圧に基づいて制御され、前記出力端子の電圧変化に応じて電流値をピコアンペアレベルからマイクロアンペアレベルに増加させることを特徴とするものである In the threshold circuit of the present invention (first and fourth embodiments), the gate terminal is connected to the input terminal, the source terminal is connected to the first common potential, the drain terminal is connected to the output terminal, and the input A first first polarity transistor that is turned on when the voltage at the terminal is lower than a predetermined logic threshold and turned off when the voltage is higher than the logic threshold; and a drain terminal of the first first polarity transistor is the first terminal And a current limiting unit that is connected to the output terminal, has a second terminal connected to a second common potential, limits current flowing from the first terminal to the second terminal, and the first first A charge storage unit that is connected to a drain terminal of the polarity transistor and the output terminal and stores a charge by a charging current when the first first polarity transistor is in an ON state, and a current value of the current limiting unit is The sub-microampere is set, and the current limiting unit is controlled based on the voltage of the output terminal, and increases the current value from a picoampere level to a microampere level according to a voltage change of the output terminal. It is what .

また、本発明の閾値回路の1構成例(第5の実施の形態)において、前記電流制限部は、ドレイン端子が前記第1の第1極性トランジスタのドレイン端子および前記出力端子に接続され、ソース端子が前記第2の共通電位に接続された第1の第2極性トランジスタと、ゲート端子が前記第1の第1極性トランジスタのドレイン端子および前記出力端子に接続され、ソース端子が前記第1の共通電位に接続され、ドレイン端子が前記第1の第2極性トランジスタのゲート端子に接続された第2の第1極性トランジスタとから構成されることを特徴とするものである。
また、本発明の閾値回路の1構成例(第6の実施の形態)において、前記電流制限部は、前記出力端子の電圧に基づいて前記第1の第2極性トランジスタのゲート端子の電圧を制御する電圧制御電圧源を備え、該電圧制御電圧源は、前記出力端子の電圧変化量よりも小さい電圧変化量で前記第1の第2極性トランジスタのゲート端子の電圧が変化するように制御することを特徴とするものである。
In one configuration example (fifth embodiment) of the threshold circuit according to the present invention, the current limiting unit includes a drain terminal connected to the drain terminal and the output terminal of the first first polarity transistor, A first second polarity transistor having a terminal connected to the second common potential; a gate terminal connected to the drain terminal and the output terminal of the first first polarity transistor; And a second first polarity transistor connected to a common potential and having a drain terminal connected to a gate terminal of the first second polarity transistor.
In one configuration example (sixth embodiment) of the threshold circuit of the present invention, the current limiting unit controls the voltage of the gate terminal of the first second polarity transistor based on the voltage of the output terminal. A voltage control voltage source for controlling the gate terminal of the first second polarity transistor to change with a voltage change amount smaller than a voltage change amount of the output terminal. It is characterized by.

また、本発明の閾値回路の1構成例(第7の実施の形態)において、前記電圧制御電圧源は、第1の端子が前記出力端子に接続され、第2の端子が前記第1の第2極性トランジスタのゲート端子に接続された第1の容量素子と、第1の端子が前記第1の第2極性トランジスタのゲート端子に接続され、第2の端子が前記第2の共通電位に接続された第2の容量素子とから構成されることを特徴とするものである。
また、本発明の閾値回路の1構成例(第8の実施の形態)において、前記電圧制御電圧源は、ゲート端子が前記出力端子に接続され、ドレイン端子が前記第1の第2極性トランジスタのゲート端子と前記第2の第1極性トランジスタのドレイン端子との接続点に接続され、ソース端子が前記第2の共通電位に接続された第2の第2極性トランジスタで構成されることを特徴とするものである。
また、本発明の閾値回路の1構成例(第9、第10の実施の形態)において、前記電圧制御電圧源は、ドレイン端子が前記第1の第2極性トランジスタのゲート端子と前記第2の第1極性トランジスタのドレイン端子との接続点に接続され、ソース端子が前記第2の共通電位に接続された第2の第2極性トランジスタと、ゲート端子およびドレイン端子が前記出力端子に接続され、ソース端子が前記第2の第2極性トランジスタのゲート端子に接続された1以上の第3の第2極性トランジスタとから構成されることを特徴とするものである。
In one configuration example (seventh embodiment) of the threshold circuit of the present invention, the voltage control voltage source has a first terminal connected to the output terminal, and a second terminal connected to the first first circuit. A first capacitor connected to the gate terminal of the bipolar transistor, a first terminal connected to the gate terminal of the first second polarity transistor, and a second terminal connected to the second common potential And the second capacitor element thus formed.
In one configuration example (eighth embodiment) of the threshold circuit of the present invention, the voltage control voltage source has a gate terminal connected to the output terminal, and a drain terminal of the first second polarity transistor. It is connected to a connection point between a gate terminal and a drain terminal of the second first polarity transistor, and is composed of a second second polarity transistor whose source terminal is connected to the second common potential. To do.
Further, in one configuration example (ninth and tenth embodiments) of the threshold circuit according to the present invention, the voltage control voltage source has a drain terminal connected to the gate terminal of the first second polarity transistor and the second terminal. A second second polarity transistor having a source terminal connected to the second common potential, a gate terminal and a drain terminal connected to the output terminal, connected to a connection point with the drain terminal of the first polarity transistor; The source terminal is composed of one or more third second polarity transistors connected to the gate terminal of the second second polarity transistor.

また、本発明の閾値回路の1構成例(第11の実施の形態)において、前記電圧制御電圧源は、ドレイン端子が前記第1の第2極性トランジスタのゲート端子と前記第2の第1極性トランジスタのドレイン端子との接続点に接続され、ソース端子が前記第2の共通電位に接続された第2の第2極性トランジスタと、ソース端子が前記第2の第2極性トランジスタのゲート端子に接続された第3の第2極性トランジスタと、ゲート端子が前記出力端子に接続され、ドレイン端子が前記第1の共通電位に接続され、ソース端子が前記第3の第2極性トランジスタのゲート端子およびドレイン端子に接続された第4の第2極性トランジスタとから構成されることを特徴とするものである。
また、本発明の閾値回路の1構成例(第12の実施の形態)は、さらに、ゲート端子が前記第1の第2極性トランジスタのゲート端子と前記第2の第1極性トランジスタのドレイン端子との接続点に接続され、ソース端子が前記第1の共通電位に接続され、ドレイン端子が前記第1の第1極性トランジスタのソース端子に接続された第3の第1極性トランジスタを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の閾値回路の1構成例(第13の実施の形態)において、前記電圧制御電圧源は、さらに、前記第2の第2極性トランジスタのソース端子と前記第2の共通電位との間に挿入され、ゲート端子が前記出力端子に接続され、ドレイン端子が前記第2の第2極性トランジスタのソース端子に接続され、ソース端子が前記第2の共通電位に接続された第5の第2極性トランジスタを備えることを特徴とするものである。
In one configuration example of the threshold circuit according to the present invention (eleventh embodiment), the voltage control voltage source has a drain terminal connected to the gate terminal of the first second polarity transistor and the second first polarity. A second second polarity transistor connected to a connection point with the drain terminal of the transistor, a source terminal connected to the second common potential, and a source terminal connected to the gate terminal of the second second polarity transistor. A third terminal of the second polarity transistor, a gate terminal connected to the output terminal, a drain terminal connected to the first common potential, and a source terminal connected to the gate terminal and drain of the third second polarity transistor. And a fourth second polarity transistor connected to the terminal.
Further, in one configuration example (twelfth embodiment) of the threshold circuit of the present invention, the gate terminal further includes a gate terminal of the first second polarity transistor and a drain terminal of the second first polarity transistor. A third first polarity transistor having a source terminal connected to the first common potential and a drain terminal connected to a source terminal of the first first polarity transistor. It is what.
In one configuration example (thirteenth embodiment) of the threshold circuit according to the present invention, the voltage control voltage source further includes a source terminal of the second second polarity transistor and the second common potential. A fifth terminal having a gate terminal connected to the output terminal, a drain terminal connected to the source terminal of the second second polarity transistor, and a source terminal connected to the second common potential. A bipolar transistor is provided.

また、本発明の閾値回路の1構成例(第5の実施の形態)は、さらに、初期化時に前記第1の第2極性トランジスタのゲート端子の電圧を前記第2の共通電位にする初期化スイッチを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の閾値回路の1構成例(第9、第10の実施の形態)は、さらに、初期化時に前記第2の第2極性トランジスタのゲート端子の電圧を前記第2の共通電位にする初期化スイッチを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の閾値回路の1構成例(第11の実施の形態)は、さらに、前記第4の第2極性トランジスタのドレイン端子と前記第1の共通電位との間に挿入され、初期化時にオフ状態となり定常時にオン状態となるスイッチを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の閾値回路の1構成例(第14の実施の形態)は、ゲート端子が入力端子に接続され、ソース端子が第1の共通電位に接続され、ドレイン端子が出力端子に接続され、前記入力端子の電圧が所定の論理閾値より低いときにオン状態となり論理閾値より高いときにオフ状態となる第1の第1極性トランジスタと、第1の端子が前記第1の第1極性トランジスタのドレイン端子および前記出力端子に接続され、第2の端子が第2の共通電位に接続され、前記第1の端子から前記第2の端子に流れる電流を制限する電流制限部と、前記第1の第1極性トランジスタのドレイン端子および前記出力端子に接続され、前記第1の第1極性トランジスタがオン状態のときの充電電流により電荷を蓄積する電荷蓄積部と、前記電流制限部と前記出力端子との間に挿入されたオン状態のトランスファーゲートとを備え、前記電流制限部の電流値が、サブマイクロアンペア以下に設定されることを特徴とするものである。
Further , in one configuration example (fifth embodiment) of the threshold circuit of the present invention, initialization is performed such that the voltage of the gate terminal of the first second polarity transistor is set to the second common potential during initialization. A switch is provided.
Further, in one configuration example of the threshold circuit according to the present invention (the ninth and tenth embodiments), the voltage of the gate terminal of the second second polarity transistor is further set to the second common potential during initialization. An initialization switch is provided.
Further, one configuration example (eleventh embodiment) of the threshold circuit according to the present invention is further inserted between the drain terminal of the fourth second polarity transistor and the first common potential, and is initialized. It is characterized by comprising a switch that is sometimes turned off and turned on at steady state.
Further, in one configuration example (fourteenth embodiment) of the threshold circuit of the present invention, the gate terminal is connected to the input terminal, the source terminal is connected to the first common potential, and the drain terminal is connected to the output terminal. A first first polarity transistor that is turned on when the voltage at the input terminal is lower than a predetermined logic threshold and turned off when the voltage is higher than the logic threshold; and a first terminal that has the first terminal as the first polarity transistor A current limiter that is connected to the drain terminal and the output terminal, has a second terminal connected to a second common potential, and limits a current flowing from the first terminal to the second terminal; A charge storage unit connected to the drain terminal of the first polarity transistor and the output terminal for storing charge by a charging current when the first first polarity transistor is in an ON state; the current limiting unit; And a transfer gate of the inserted ON state between the power terminal, the current value of the current limiting unit is characterized in being set below the sub-microampere.

本発明によれば、閾値回路を、ゲート端子が入力端子に接続され、ソース端子が第1の共通電位に接続され、ドレイン端子が出力端子に接続され、入力端子の電圧が所定の論理閾値より低いときにオン状態となり論理閾値より高いときにオフ状態となる第1の第1極性トランジスタと、第1の端子が第1の第1極性トランジスタのドレイン端子および出力端子に接続され、第2の端子が第2の共通電位に接続され、第1の端子から第2の端子に流れる電流を制限する電流制限部と、第1の第1極性トランジスタのドレイン端子および出力端子に接続され、第1の第1極性トランジスタがオン状態のときの充電電流により電荷を蓄積する電荷蓄積部とから構成し、電流制限部の電流値を、サブマイクロアンペア以下に設定することにより、入力端子の電圧が第1の共通電位と第2の共通電位との中間電位に保持されたとしても、電流制限部の電流をサブマイクロアンペア以下に設定することで、閾値回路の貫通電流を抑制することができ、閾値回路を低消費電力化することができる。その結果、本発明の閾値回路を用いれば、センサノードチップの消費電力をナノワットレベルの極限まで低減することができる。したがって、センサノードチップの電源部の発電量を大きくする必要がなく、発電機構の体積を小さくすることができる。そのため、センサノードチップの小型化が達成され、いままでサイズの制約で埋め込むことができなかった物や人の部分にもセンサノードチップを埋め込むことができる。さらには、センサノードシステムを用いたユビキタスネットワークサービスの範囲を広げることができ、ユーザの利便性を高めたサービスを提供することができ、効果大である。   According to the present invention, the threshold circuit is configured such that the gate terminal is connected to the input terminal, the source terminal is connected to the first common potential, the drain terminal is connected to the output terminal, and the voltage of the input terminal is greater than the predetermined logic threshold. A first first polarity transistor that is on when it is low and off when it is above a logic threshold; a first terminal connected to a drain terminal and an output terminal of the first first polarity transistor; The terminal is connected to the second common potential, and is connected to the current limiting unit that limits the current flowing from the first terminal to the second terminal, the drain terminal and the output terminal of the first first polarity transistor, and the first And a charge storage unit that stores a charge by a charging current when the first polarity transistor is turned on, and the current value of the current limiting unit is set to be equal to or lower than the sub-microampere, Even if the voltage of the child is held at an intermediate potential between the first common potential and the second common potential, the through current of the threshold circuit is suppressed by setting the current of the current limiter to be equal to or lower than the sub-microampere. Therefore, the power consumption of the threshold circuit can be reduced. As a result, if the threshold circuit of the present invention is used, the power consumption of the sensor node chip can be reduced to the nanowatt level. Therefore, it is not necessary to increase the power generation amount of the power supply unit of the sensor node chip, and the volume of the power generation mechanism can be reduced. Therefore, downsizing of the sensor node chip is achieved, and the sensor node chip can be embedded also in an object or a human part that could not be embedded due to size restrictions until now. Furthermore, the range of ubiquitous network services using the sensor node system can be expanded, and services with improved user convenience can be provided, which is highly effective.

また、本発明では、電流制限部を、ゲート端子が第2の共通電位または第2の共通電位から第2極性トランジスタの閾値電圧までの範囲で設定された固定電位に接続され、ドレイン端子が第1の第1極性トランジスタのドレイン端子および出力端子に接続され、ソース端子が第2の共通電位に接続された第1の第2極性トランジスタから構成することにより、第1の第2極性トランジスタのゲート端子を第2の共通電位に接続した場合には閾値回路の貫通電流をピコアンペア程度に低減することができ、第1の第2極性トランジスタのゲート端子の電位を第2極性トランジスタの閾値電圧までの範囲で第2の共通電位より大きくした場合には閾値処理を高速化することができる。   In the present invention, the current limiting unit is connected to the second common potential or a fixed potential set in a range from the second common potential to the threshold voltage of the second polarity transistor, and the drain terminal is connected to the first common potential. The gate of the first second polarity transistor is constituted by the first second polarity transistor connected to the drain terminal and the output terminal of one first polarity transistor and having the source terminal connected to the second common potential. When the terminal is connected to the second common potential, the through current of the threshold circuit can be reduced to about picoamperes, and the potential of the gate terminal of the first second polarity transistor is reduced to the threshold voltage of the second polarity transistor. When the range is larger than the second common potential, the threshold processing can be speeded up.

また、本発明では、電流制限部が、出力端子の電圧に基づいて制御され、出力端子の電圧変化に応じて電流値を増加させることにより、閾値回路の貫通電流を低減する効果を維持したまま、閾値処理を高速化することができる。   Further, in the present invention, the current limiting unit is controlled based on the voltage of the output terminal, and the current value is increased according to the voltage change of the output terminal, thereby maintaining the effect of reducing the through current of the threshold circuit. The threshold processing can be speeded up.

また、本発明では、電流制限部に、出力端子の電圧に基づいて第1の第2極性トランジスタのゲート端子の電圧を制御する電圧制御電圧源を設け、電圧制御電圧源が、出力端子の電圧変化量よりも小さい電圧変化量で第1の第2極性トランジスタのゲート端子の電圧が変化するように制御することにより、閾値回路の論理閾値の低下を抑えることができ、入力端子の電圧の範囲が高い場合でも、閾値処理の動作が可能となる。   In the present invention, the current limiting unit is provided with a voltage control voltage source that controls the voltage of the gate terminal of the first second polarity transistor based on the voltage of the output terminal, and the voltage control voltage source is the voltage of the output terminal. By controlling so that the voltage of the gate terminal of the first second polarity transistor changes with a voltage change amount smaller than the change amount, it is possible to suppress a decrease in the logic threshold value of the threshold circuit, and the voltage range of the input terminal Even when the threshold value is high, the threshold processing can be performed.

また、本発明では、電圧制御電圧源を、ゲート端子が出力端子に接続され、ドレイン端子が第1の第2極性トランジスタのゲート端子と第2の第1極性トランジスタのドレイン端子との接続点に接続され、ソース端子が第2の共通電位に接続された第2の第2極性トランジスタで構成することにより、第2の第2極性トランジスタにより第1の第2極性トランジスタのゲート端子の電圧変化を小さく抑えることができるので、閾値回路の論理閾値の低下を抑えることができ、入力端子の電圧の範囲が高い場合でも、閾値処理の動作が可能となる。   In the present invention, the voltage control voltage source is connected at the connection point between the gate terminal of the first second polarity transistor and the drain terminal of the second first polarity transistor, the gate terminal being connected to the output terminal. By configuring the second second polarity transistor connected and having the source terminal connected to the second common potential, the second second polarity transistor can change the voltage at the gate terminal of the first second polarity transistor. Since it can be suppressed to a small value, a decrease in the logic threshold value of the threshold circuit can be suppressed, and even when the voltage range of the input terminal is high, the threshold processing can be performed.

また、本発明では、電圧制御電圧源を、ドレイン端子が第1の第2極性トランジスタのゲート端子と第2の第1極性トランジスタのドレイン端子との接続点に接続され、ソース端子が第2の共通電位に接続された第2の第2極性トランジスタと、ゲート端子およびドレイン端子が出力端子に接続され、ソース端子が第2の第2極性トランジスタのゲート端子に接続された1以上の第3の第2極性トランジスタとから構成することにより、電荷蓄積部からの電荷の放電時間が長い場合でも、放電時間を短くすることができ、出力端子の電圧がHighからLowに遷移する時間を短くすることができる。   In the present invention, the voltage control voltage source is connected to the connection point between the gate terminal of the first second polarity transistor and the drain terminal of the second first polarity transistor, and the source terminal is connected to the second terminal. A second second polarity transistor connected to the common potential; and one or more third polarity transistors having a gate terminal and a drain terminal connected to the output terminal, and a source terminal connected to the gate terminal of the second second polarity transistor. By comprising the second polarity transistor, the discharge time can be shortened even when the charge discharge time from the charge storage section is long, and the time for the voltage at the output terminal to transition from High to Low can be shortened. Can do.

また、本発明では、さらに、ゲート端子が第1の第2極性トランジスタのゲート端子と第2の第1極性トランジスタのドレイン端子との接続点に接続され、ソース端子が第1の共通電位に接続され、ドレイン端子が第1の第1極性トランジスタのソース端子に接続された第3の第1極性トランジスタを設けることにより、入力端子の電圧が上昇したときに閾値回路の論理閾値付近で保持され、第1の第1極性トランジスタが不完全なオフ状態となって電荷蓄積部の電荷の放電が進まない場合でも、電荷蓄積部の電荷の放電を進めて、出力端子の電圧をHighからLowへ速やかに遷移させることができ、閾値処理の誤動作を防止することができる。   In the present invention, the gate terminal is further connected to a connection point between the gate terminal of the first second polarity transistor and the drain terminal of the second first polarity transistor, and the source terminal is connected to the first common potential. By providing a third first polarity transistor whose drain terminal is connected to the source terminal of the first first polarity transistor, it is held near the logic threshold value of the threshold circuit when the voltage at the input terminal rises, Even when the first first polarity transistor is in an incompletely off state and the discharge of the charge in the charge storage unit does not proceed, the discharge of the charge in the charge storage unit is advanced, and the voltage of the output terminal is quickly changed from High to Low. The threshold value processing malfunction can be prevented.

また、本発明では、電圧制御電圧源に、さらに、第2の第2極性トランジスタのソース端子と第2の共通電位との間に挿入され、ゲート端子が出力端子に接続され、ドレイン端子が第2の第2極性トランジスタのソース端子に接続され、ソース端子が第2の共通電位に接続された第5の第2極性トランジスタを設けることにより、閾値処理動作後に第2の第2極性トランジスタと第2の第1極性トランジスタとを流れる電流を抑制することができ、閾値回路を低消費電力化することができる。   In the present invention, the voltage control voltage source is further inserted between the source terminal of the second second polarity transistor and the second common potential, the gate terminal is connected to the output terminal, and the drain terminal is the first terminal. By providing a fifth second polarity transistor connected to the source terminal of the second second polarity transistor and having the source terminal connected to the second common potential, the second second polarity transistor and the second polarity transistor after the threshold processing operation are provided. The current flowing through the second first polarity transistor can be suppressed, and the power consumption of the threshold circuit can be reduced.

また、本発明では、さらに、電流制限部と出力端子との間にオン状態のトランスファーゲートを設けることにより、第1の第2極性トランジスタのドレイン端子の寄生容量を電荷蓄積部から切り離すことができるため、電荷蓄積部の電荷の放電時間を短くすることができ、出力端子の電圧がHighからLowに遷移する時間を短くすることができる。   Further, in the present invention, the parasitic capacitance of the drain terminal of the first second polarity transistor can be separated from the charge storage unit by providing an on-state transfer gate between the current limiting unit and the output terminal. Therefore, it is possible to shorten the discharge time of the charge in the charge storage unit, and to shorten the time for the voltage at the output terminal to transition from High to Low.

また、本発明では、さらに、初期化時に第1の第2極性トランジスタのゲート端子の電圧を第2の共通電位にする初期化スイッチを設けることにより、閾値回路を初期化することができる。   In the present invention, the threshold circuit can be initialized by providing an initialization switch that sets the voltage of the gate terminal of the first second polarity transistor to the second common potential at the time of initialization.

また、本発明では、さらに、初期化時に第2の第2極性トランジスタのゲート端子の電圧を第2の共通電位にする初期化スイッチを設けることにより、閾値回路を初期化することができる。   Further, in the present invention, the threshold circuit can be initialized by providing an initialization switch for setting the voltage of the gate terminal of the second second polarity transistor to the second common potential at the time of initialization.

また、本発明は、さらに、第4の第2極性トランジスタのドレイン端子と第1の共通電位との間に、初期化時にオフ状態となり定常時にオン状態となるスイッチを設けることにより、第4の第2極性トランジスタのドレイン端子の寄生容量を出力端子から切り離すことができるため、電荷蓄積部の電荷の放電時間を短くすることができ、出力端子の電圧がHighからLowに遷移する時間を短くすることができる。   The present invention further provides a switch between the drain terminal of the fourth second polarity transistor and the first common potential, which is turned off at the time of initialization and turned on at the time of steady state. Since the parasitic capacitance of the drain terminal of the second polarity transistor can be disconnected from the output terminal, the charge discharge time of the charge storage section can be shortened, and the time for the voltage of the output terminal to transition from High to Low is shortened. be able to.

本発明の第1の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the threshold value circuit which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the threshold value circuit which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the threshold value circuit which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the threshold value circuit which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the threshold value circuit which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the threshold value circuit which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the threshold value circuit which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the threshold value circuit which concerns on the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第9の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the threshold value circuit which concerns on the 9th Embodiment of this invention. 本発明の第10の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the threshold value circuit which concerns on the 10th Embodiment of this invention. 本発明の第11の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the threshold circuit based on the 11th Embodiment of this invention. 本発明の第12の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the threshold circuit based on the 12th Embodiment of this invention. 本発明の第13の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the threshold circuit based on the 13th Embodiment of this invention. 本発明の第14の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the threshold circuit based on the 14th Embodiment of this invention. 本発明の第15の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the threshold circuit based on the 15th Embodiment of this invention. 本発明の第16の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the threshold circuit based on the 16th Embodiment of this invention. 従来のセンサノードシステムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional sensor node system. 従来の閾値回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the conventional threshold circuit. 図18の閾値回路の入出力特性を示す図である。It is a figure which shows the input-output characteristic of the threshold circuit of FIG.

[第1の実施の形態]
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。
本実施の形態の閾値回路は、ゲート端子が入力端子INに接続され、ソース端子が電源電位VDDに接続され、ドレイン端子が出力端子OUTに接続された第1のPMOSトランジスタQ1と、第1の端子が第1のPMOSトランジスタQ1のドレイン端子および出力端子OUTに接続され、第2の端子が接地された電流制限部I1と、第1の端子が第1のPMOSトランジスタQ1のドレイン端子および出力端子OUTに接続され、第2の端子が接地された電荷蓄積部C1とから構成される。電流制限部I1としては、サブマイクロアンペア以下の電流を流す電流源が使用され、電荷蓄積部C1としては、容量素子が使用される。なお、サブマイクロアンペア以下の電流とは、100nA以下の電流のことを意味する。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a threshold circuit according to the first embodiment of the present invention.
The threshold circuit of this embodiment includes a first PMOS transistor Q1 having a gate terminal connected to the input terminal IN, a source terminal connected to the power supply potential VDD, and a drain terminal connected to the output terminal OUT. A current limiter I1 having a terminal connected to the drain terminal and output terminal OUT of the first PMOS transistor Q1, and a second terminal grounded, and a first terminal serving as the drain terminal and output terminal of the first PMOS transistor Q1 The charge storage unit C1 is connected to OUT and the second terminal is grounded. As the current limiting unit I1, a current source that supplies a current of sub-microamperes or less is used, and as the charge storage unit C1, a capacitive element is used. Note that the current below sub-microampere means a current below 100 nA.

本実施の形態の動作を説明する。図17に示したセンサノードチップ50に本実施の形態の閾値回路を適用する場合、センサノードチップ50の初期化時に入力端子INの電圧はLowとなり、第1のPMOSトランジスタQ1がオン状態となり、電荷蓄積部C1に電荷が充電され、出力端子OUTの電圧がHighとなる。   The operation of this embodiment will be described. When the threshold circuit of this embodiment is applied to the sensor node chip 50 shown in FIG. 17, the voltage of the input terminal IN becomes Low when the sensor node chip 50 is initialized, the first PMOS transistor Q1 is turned on, Charge is stored in the charge storage portion C1, and the voltage at the output terminal OUT becomes High.

センサノードチップ50のセンサ回路52の出力電圧がLowから増加して入力端子INの電圧が上昇すると、第1のPMOSトランジスタQ1はオフ状態に近付いてくる。ここで、第1のPMOSトランジスタQ1の閾値電圧をVthとすると、電流制限部I1の電流をサブマイクロアンペア程度に設定した場合、入力端子INの電圧が(VDD−Vth)付近の電圧に到達したところで第1のPMOSトランジスタQ1のソース−ドレイン間電流が電流制限部I1の電流よりも小さくなり、電荷蓄積部C1に充電された電荷が電流制限部I1へ流れ始める。これにより、出力端子OUTの電圧が低下し、電荷蓄積部C1の容量値と電流制限部I1の電流値とで決まる放電時間の後、出力端子OUTの電圧はLowとなる。こうして、(VDD−Vth)を論理閾値とした閾値処理の動作が行われることになる。入力端子INの電圧がHighからLowに遷移すると、第1のPMOSトランジスタQ1がオン状態となり、出力端子OUTの電圧がLowからHighに遷移することは言うまでもない。   When the output voltage of the sensor circuit 52 of the sensor node chip 50 increases from Low and the voltage at the input terminal IN rises, the first PMOS transistor Q1 approaches the off state. Here, when the threshold voltage of the first PMOS transistor Q1 is Vth, the voltage of the input terminal IN reaches a voltage near (VDD−Vth) when the current of the current limiter I1 is set to about sub-microamperes. By the way, the source-drain current of the first PMOS transistor Q1 becomes smaller than the current of the current limiting unit I1, and the charge charged in the charge storage unit C1 starts to flow to the current limiting unit I1. As a result, the voltage at the output terminal OUT decreases, and after the discharge time determined by the capacitance value of the charge storage unit C1 and the current value of the current limiting unit I1, the voltage at the output terminal OUT becomes Low. In this way, the threshold value processing operation using (VDD−Vth) as the logical threshold value is performed. Needless to say, when the voltage at the input terminal IN transitions from High to Low, the first PMOS transistor Q1 is turned on, and the voltage at the output terminal OUT transitions from Low to High.

以上のように、本実施の形態では、電荷蓄積部C1に蓄積した電荷の引き抜きを電流制限部I1によりサブマイクロアンペア以下の電流値の大きさで行うようにした。図18に示した従来の閾値回路では、入力端子INの電圧が電源電位VDDと接地電位との中間電位に保持された場合に、トランジスタQ100〜Q102に数十マイクロアンペアの貫通電流が流れてしまう。これに対して、本実施の形態では、入力端子INの電圧が電源電位VDDと接地電位との中間電位のときに第1のPMOSトランジスタQ1と電流制限部I1とを流れる貫通電流を、電流制限部I1で設定したサブマイクロアンペア以下の電流に低減することができる。したがって、本実施の形態の閾値回路を用いれば、閾値回路を搭載するセンサノードチップの電力をナノワットレベルの極限まで低減することができる。   As described above, in the present embodiment, the charge accumulated in the charge accumulation unit C1 is extracted by the current limiting unit I1 with a current value of sub-microamperes or less. In the conventional threshold circuit shown in FIG. 18, when the voltage at the input terminal IN is held at an intermediate potential between the power supply potential VDD and the ground potential, a through current of several tens of microamperes flows through the transistors Q100 to Q102. . On the other hand, in the present embodiment, when the voltage at the input terminal IN is an intermediate potential between the power supply potential VDD and the ground potential, the through current flowing through the first PMOS transistor Q1 and the current limiting unit I1 is limited to the current. The current can be reduced to sub-microamperes or less set in the section I1. Therefore, if the threshold circuit of this embodiment is used, the power of the sensor node chip on which the threshold circuit is mounted can be reduced to the nanowatt level limit.

[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図2は本発明の第2の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。
本実施の形態の閾値回路は、第1のPMOSトランジスタQ1と、電荷蓄積部C1と、ゲート端子およびソース端子が接地され、ドレイン端子が第1のPMOSトランジスタQ1のドレイン端子および出力端子OUTに接続された第1のNMOSトランジスタQ2とから構成される。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a threshold circuit according to the second embodiment of the present invention.
In the threshold circuit of the present embodiment, the first PMOS transistor Q1, the charge storage unit C1, the gate terminal and the source terminal are grounded, and the drain terminal is connected to the drain terminal and the output terminal OUT of the first PMOS transistor Q1. And the first NMOS transistor Q2.

本実施の形態は、第1の実施の形態の電流制限部I1の代わりに、電流制限部として第1のNMOSトランジスタQ2を用いたものである。本実施の形態では、入力端子INの電圧が電源電位VDDと接地電位との中間電位のときに第1のPMOSトランジスタQ1と第1のNMOSトランジスタQ2とを流れる貫通電流を、第1のNMOSトランジスタQ2のリーク電流の大きさに設定することができ、従来の閾値回路の数十マイクロアンペアの貫通電流に比べて、貫通電流をピコアンペア程度に低減することができる。   In the present embodiment, a first NMOS transistor Q2 is used as a current limiting unit instead of the current limiting unit I1 of the first embodiment. In the present embodiment, when the voltage at the input terminal IN is an intermediate potential between the power supply potential VDD and the ground potential, the through current flowing through the first PMOS transistor Q1 and the first NMOS transistor Q2 is converted into the first NMOS transistor. The magnitude of the leakage current of Q2 can be set, and the through current can be reduced to about picoampere compared to the through current of several tens of microamperes of the conventional threshold circuit.

[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。図3は本発明の第3の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。
本実施の形態の閾値回路は、第1のPMOSトランジスタQ1と、電荷蓄積部C1と、ゲート端子が固定電位端子REFに接続され、ソース端子が接地され、ドレイン端子が第1のPMOSトランジスタQ1のドレイン端子および出力端子OUTに接続された第1のNMOSトランジスタQ3とから構成される。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a threshold circuit according to the third embodiment of the present invention.
In the threshold circuit of the present embodiment, the first PMOS transistor Q1, the charge storage unit C1, the gate terminal is connected to the fixed potential terminal REF, the source terminal is grounded, and the drain terminal is the first PMOS transistor Q1. The first NMOS transistor Q3 is connected to the drain terminal and the output terminal OUT.

本実施の形態では、固定電位端子REFの電圧、すなわち電流制限部を構成する第1のNMOSトランジスタQ3のゲート電圧を、接地電位からNMOSトランジスタの閾値電圧までの範囲で任意に調整することにより、電流制限部の電流を、ピコアンペアからサブマイクロアンペアの範囲で任意に調整することができる。本実施の形態では、電流制限部の電流をサブマイクロアンペア程度に設定することにより、第2の実施の形態に比べて電荷蓄積部C1の放電時間を短くすることができ、入力端子INの電圧がLowからHighに遷移するのに応じて出力端子OUTの電圧がHighからLowに遷移する時間を短くすることができるので、閾値処理を高速に行うことができる。   In the present embodiment, by arbitrarily adjusting the voltage of the fixed potential terminal REF, that is, the gate voltage of the first NMOS transistor Q3 constituting the current limiting unit, in the range from the ground potential to the threshold voltage of the NMOS transistor, The current of the current limiting unit can be arbitrarily adjusted in the range of picoamperes to submicroamperes. In the present embodiment, by setting the current of the current limiting unit to about sub-microamperes, the discharge time of the charge storage unit C1 can be shortened compared to the second embodiment, and the voltage of the input terminal IN Since the time at which the voltage at the output terminal OUT transitions from High to Low can be shortened in response to transition from Low to High, threshold processing can be performed at high speed.

[第4の実施の形態]
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。図4は本発明の第4の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。
本実施の形態の閾値回路は、第1のPMOSトランジスタQ1と、電荷蓄積部C1と、第1の端子が第1のPMOSトランジスタQ1のドレイン端子および出力端子OUTに接続され、第2の端子が接地され、電流制御端子が第1のPMOSトランジスタQ1のドレイン端子および出力端子OUTに接続された電流制限部I2とから構成される。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a threshold circuit according to the fourth embodiment of the present invention.
In the threshold circuit of the present embodiment, the first PMOS transistor Q1, the charge storage unit C1, the first terminal is connected to the drain terminal and the output terminal OUT of the first PMOS transistor Q1, and the second terminal is The current limiter I2 is connected to the ground terminal and the current control terminal is connected to the drain terminal of the first PMOS transistor Q1 and the output terminal OUT.

本実施の形態は、電流制限部I2の電流を出力端子OUTの電圧により制御し、出力端子OUTの電圧の下降に従って電流制限部I2の電流が大きくなるようにする点が第1の実施の形態と異なる。本実施の形態では、入力端子INの電圧が上昇して第1のPMOSトランジスタQ1がオフ状態に近づくまでは電荷蓄積部C1の放電を第1の実施の形態と同等のサブマイクロアンペア程度の小さな電流で行い、入力端子INの電圧が十分に高くなって第1のPMOSトランジスタQ1がオフ状態となった時点の電流制限部I2の電流をサブマイクロアンペアよりも大きくすることで、第1の実施の形態の貫通電流を低減する効果を維持したまま、閾値処理の動作を高速化することができる。   In the present embodiment, the current of the current limiting unit I2 is controlled by the voltage of the output terminal OUT, and the current of the current limiting unit I2 increases as the voltage of the output terminal OUT decreases. And different. In the present embodiment, until the voltage at the input terminal IN rises and the first PMOS transistor Q1 approaches the off state, the charge storage unit C1 is discharged as small as a sub-microampere equivalent to the first embodiment. The first implementation is performed by making the current of the current limiter I2 larger than the sub-microampere when the voltage at the input terminal IN is sufficiently high and the first PMOS transistor Q1 is turned off. The operation of the threshold processing can be speeded up while maintaining the effect of reducing the through current of the form.

[第5の実施の形態]
次に、本発明の第5の実施の形態について説明する。図5は本発明の第5の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。
本実施の形態の閾値回路は、第1のPMOSトランジスタQ1と、電荷蓄積部C1と、ドレイン端子が第1のPMOSトランジスタQ1のドレイン端子および出力端子OUTに接続され、ソース端子が接地された第1のNMOSトランジスタQ4と、ゲート端子が第1のPMOSトランジスタQ1のドレイン端子および出力端子OUTに接続され、ソース端子が電源電位VDDに接続され、ドレイン端子が第1のNMOSトランジスタQ4のゲート端子に接続された第2のPMOSトランジスタQ5と、第1の端子が第1のNMOSトランジスタQ4のゲート端子と第2のPMOSトランジスタQ5のドレイン端子との接続点に接続され、第2の端子が接地され、制御端子が初期化端子RSTに接続されたスイッチSW1とから構成される。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a threshold circuit according to the fifth embodiment of the present invention.
In the threshold circuit of the present embodiment, the first PMOS transistor Q1, the charge storage unit C1, the drain terminal is connected to the drain terminal and the output terminal OUT of the first PMOS transistor Q1, and the source terminal is grounded. 1 NMOS transistor Q4, its gate terminal is connected to the drain terminal and output terminal OUT of the first PMOS transistor Q1, its source terminal is connected to the power supply potential VDD, and its drain terminal is connected to the gate terminal of the first NMOS transistor Q4. The connected second PMOS transistor Q5, the first terminal is connected to the connection point between the gate terminal of the first NMOS transistor Q4 and the drain terminal of the second PMOS transistor Q5, and the second terminal is grounded. The switch SW1 has a control terminal connected to the initialization terminal RST.

本実施の形態は、第4の実施の形態の電流制限部I2を、第1のNMOSトランジスタQ4と第2のPMOSトランジスタQ5とスイッチSW1とから構成し、第1のNMOSトランジスタQ4のゲート端子の電圧を、スイッチSW1と第2のPMOSトランジスタQ5で制御するものである。   In the present embodiment, the current limiting unit I2 of the fourth embodiment is composed of a first NMOS transistor Q4, a second PMOS transistor Q5, and a switch SW1, and the gate terminal of the first NMOS transistor Q4 The voltage is controlled by the switch SW1 and the second PMOS transistor Q5.

本実施の形態の動作について説明する。センサノードの初期化時に図示しない制御回路から初期化端子RSTに与えられる初期化信号によりスイッチSW1がオン状態となり、第1のNMOSトランジスタQ4のゲート端子が接地電位となって、第1のNMOSトランジスタQ4がオフ状態となる。このとき、電流制限部の電流は第1のNMOSトランジスタQ4のリーク電流に設定されることになる。その後、制御回路はスイッチSW1をオフ状態にし、閾値回路は入力信号待ちの状態となる。   The operation of this embodiment will be described. When the sensor node is initialized, the switch SW1 is turned on by an initialization signal given from the control circuit (not shown) to the initialization terminal RST, the gate terminal of the first NMOS transistor Q4 becomes the ground potential, and the first NMOS transistor Q4 is turned off. At this time, the current of the current limiting unit is set to the leakage current of the first NMOS transistor Q4. Thereafter, the control circuit turns off the switch SW1, and the threshold circuit waits for an input signal.

第1の実施の形態で説明したとおり、入力端子INの電圧がLowからHighへ上昇すると、第1のPMOSトランジスタQ1はオフ状態に近付き、出力端子OUTの電圧がHighからLowへ下降する。出力端子OUTの電圧が下降するにつれて第2のPMOSトランジスタQ5がオン状態に近付き、第1のNMOSトランジスタQ4のゲート電圧が上昇する。これにより、第1のNMOSトランジスタQ4の電流が増加するので、電荷蓄積部C1の電荷の放電時間を短くすることができ、出力端子OUTの電圧がHighからLowに遷移する時間を短くすることができる。すなわち、本実施の形態では、第2の実施の形態の貫通電流を低減する効果を維持したまま、閾値処理を高速化することができる。   As described in the first embodiment, when the voltage at the input terminal IN rises from Low to High, the first PMOS transistor Q1 approaches the off state, and the voltage at the output terminal OUT falls from High to Low. As the voltage at the output terminal OUT decreases, the second PMOS transistor Q5 approaches the on state, and the gate voltage of the first NMOS transistor Q4 increases. Thereby, since the current of the first NMOS transistor Q4 increases, the discharge time of the charge in the charge storage unit C1 can be shortened, and the time for the voltage of the output terminal OUT to transition from High to Low can be shortened. it can. That is, in the present embodiment, it is possible to speed up the threshold processing while maintaining the effect of reducing the through current of the second embodiment.

[第6の実施の形態]
次に、本発明の第6の実施の形態について説明する。図6は本発明の第6の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。
本実施の形態の閾値回路は、第1のPMOSトランジスタQ1と、電荷蓄積部C1と、第1のNMOSトランジスタQ4と、第2のPMOSトランジスタQ5と、第1の端子が第1のNMOSトランジスタQ4のゲート端子と第2のPMOSトランジスタQ5のドレイン端子との接続点に接続され、第2の端子が接地され、制御端子が出力端子OUTに接続された電圧制御電圧源V1とから構成される。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a threshold circuit according to the sixth embodiment of the present invention.
The threshold circuit of the present embodiment includes a first PMOS transistor Q1, a charge storage unit C1, a first NMOS transistor Q4, a second PMOS transistor Q5, and a first terminal connected to the first NMOS transistor Q4. The voltage control voltage source V1 is connected to a connection point between the gate terminal of the second PMOS transistor Q5 and the drain terminal of the second PMOS transistor Q5, the second terminal is grounded, and the control terminal is connected to the output terminal OUT.

本実施の形態は、第4の実施の形態の電流制限部I2を、第1のNMOSトランジスタQ4と第2のPMOSトランジスタQ5と電圧制御電圧源V1とから構成し、第1のNMOSトランジスタQ4のゲート端子の電圧を、電圧制御電圧源V1と第2のPMOSトランジスタQ5で制御するものである。本実施の形態は、第1のNMOSトランジスタQ4のゲート端子の電圧を、電圧制御電圧源V1で制御する点が第5の実施の形態と異なる。   In the present embodiment, the current limiting unit I2 of the fourth embodiment is composed of a first NMOS transistor Q4, a second PMOS transistor Q5, and a voltage control voltage source V1, and the first NMOS transistor Q4 The voltage of the gate terminal is controlled by the voltage control voltage source V1 and the second PMOS transistor Q5. The present embodiment is different from the fifth embodiment in that the voltage at the gate terminal of the first NMOS transistor Q4 is controlled by the voltage control voltage source V1.

第1の実施の形態で説明したとおり、入力端子INの電圧がLowのとき、第1のPMOSトランジスタQ1がオン状態となり、出力端子OUTの電圧がHighとなる。このとき、電圧制御電圧源V1は第1のNMOSトランジスタQ4のゲート端子を接地電位とする。これにより、電流制限部の電流は第1のNMOSトランジスタQ4のリーク電流に設定される。   As described in the first embodiment, when the voltage at the input terminal IN is Low, the first PMOS transistor Q1 is turned on, and the voltage at the output terminal OUT is High. At this time, the voltage control voltage source V1 sets the gate terminal of the first NMOS transistor Q4 to the ground potential. Thereby, the current of the current limiting unit is set to the leakage current of the first NMOS transistor Q4.

次に、入力端子INの電圧がLowからHighへ上昇すると、第1のPMOSトランジスタQ1はオフ状態に近付き、出力端子OUTの電圧がHighからLowへ下降する。出力端子OUTの電圧が下降するにつれて第2のPMOSトランジスタQ5がオン状態に近付き、第1のNMOSトランジスタQ4のゲート電圧が上昇する。このとき、電圧制御電圧源V1は、出力端子OUTのHighからLowへの電圧変化量よりも小さい電圧変化量で第1のNMOSトランジスタQ4のゲート電圧が上昇するように制御する。   Next, when the voltage at the input terminal IN rises from Low to High, the first PMOS transistor Q1 approaches an off state, and the voltage at the output terminal OUT falls from High to Low. As the voltage at the output terminal OUT decreases, the second PMOS transistor Q5 approaches the on state, and the gate voltage of the first NMOS transistor Q4 increases. At this time, the voltage control voltage source V1 performs control so that the gate voltage of the first NMOS transistor Q4 rises with a voltage change amount smaller than the voltage change amount from High to Low of the output terminal OUT.

以上のように、本実施の形態では、出力端子OUTの電圧が上昇する際に第1のNMOSトランジスタQ4のゲート端子が接地電位から上昇する電圧変化量を、第5の実施の形態に比べて小さく抑えることができる。その結果、第5の実施の形態に比べて閾値回路の論理閾値の低下を抑えることができる。これにより、本実施の形態では、入力端子INの電圧の範囲、すなわち図17に示したセンサ回路52の出力電圧の範囲が高い場合でも、閾値処理の動作が可能となる。   As described above, in the present embodiment, when the voltage at the output terminal OUT rises, the amount of voltage change at which the gate terminal of the first NMOS transistor Q4 rises from the ground potential is compared with that in the fifth embodiment. It can be kept small. As a result, it is possible to suppress a decrease in the logic threshold value of the threshold circuit as compared with the fifth embodiment. As a result, in this embodiment, even when the voltage range of the input terminal IN, that is, the output voltage range of the sensor circuit 52 shown in FIG.

[第7の実施の形態]
次に、本発明の第7の実施の形態について説明する。図7は本発明の第7の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。
本実施の形態の閾値回路は、第1のPMOSトランジスタQ1と、電荷蓄積部C1と、第1のNMOSトランジスタQ4と、第2のPMOSトランジスタQ5と、スイッチSW1と、第1の端子が出力端子OUTに接続され、第2の端子が第1のNMOSトランジスタQ4のゲート端子に接続された第1の容量素子C2と、第1の端子が第1のNMOSトランジスタQ4のゲート端子に接続され、第2の端子が接地された第2の容量素子C3とから構成される。
[Seventh Embodiment]
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a threshold circuit according to the seventh embodiment of the present invention.
The threshold circuit according to the present embodiment includes a first PMOS transistor Q1, a charge storage unit C1, a first NMOS transistor Q4, a second PMOS transistor Q5, a switch SW1, and a first terminal serving as an output terminal. The first capacitor C2 is connected to OUT, the second terminal is connected to the gate terminal of the first NMOS transistor Q4, and the first terminal is connected to the gate terminal of the first NMOS transistor Q4. And a second capacitive element C3 having two terminals grounded.

本実施の形態は、第6の実施の形態の電圧制御電圧源V1を、スイッチSW1と第1の容量素子C2と第2の容量素子C3とから構成したものである。
本実施の形態では、第5の実施の形態で説明したようにセンサノードの初期化時にスイッチSW1をオン状態にした後、スイッチSW1をオフ状態にする。センサノードの初期化後、入力端子INの電圧がLowからHighへ上昇すると、出力端子OUTの電圧がHighからLowへ下降する。出力端子OUTの電圧が下降するにつれて第2のPMOSトランジスタQ5がオン状態に近付き、第1のNMOSトランジスタQ4のゲート電圧が上昇する。このとき、第1のNMOSトランジスタQ4のゲート端子の電圧は、出力端子OUTと接地との間の電位を容量素子C2と容量素子C3で容量分割した電圧となるように制御される。
In the present embodiment, the voltage control voltage source V1 of the sixth embodiment is configured by a switch SW1, a first capacitive element C2, and a second capacitive element C3.
In this embodiment, as described in the fifth embodiment, after the switch SW1 is turned on at the time of initialization of the sensor node, the switch SW1 is turned off. After the sensor node is initialized, when the voltage at the input terminal IN increases from Low to High, the voltage at the output terminal OUT decreases from High to Low. As the voltage at the output terminal OUT decreases, the second PMOS transistor Q5 approaches the on state, and the gate voltage of the first NMOS transistor Q4 increases. At this time, the voltage of the gate terminal of the first NMOS transistor Q4 is controlled so that the potential between the output terminal OUT and the ground is divided by the capacitors C2 and C3.

こうして、本実施の形態では、出力端子OUTの電圧が上昇する際に第1のNMOSトランジスタQ4のゲート端子が接地電位から上昇する電圧変化量を小さく抑えることができ、第6の実施の形態と同様の効果を得ることができる。   In this way, in this embodiment, when the voltage at the output terminal OUT rises, the amount of voltage change at which the gate terminal of the first NMOS transistor Q4 rises from the ground potential can be suppressed to a small level. Similar effects can be obtained.

[第8の実施の形態]
次に、本発明の第8の実施の形態について説明する。図8は本発明の第8の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。
本実施の形態の閾値回路は、第1のPMOSトランジスタQ1と、電荷蓄積部C1と、第1のNMOSトランジスタQ4と、第2のPMOSトランジスタQ5と、ゲート端子が出力端子OUTに接続され、ドレイン端子が第1のNMOSトランジスタQ4のゲート端子と第2のPMOSトランジスタQ5のドレイン端子との接続点に接続され、ソース端子が接地された第2のNMOSトランジスタQ6とから構成される。
[Eighth Embodiment]
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a threshold circuit according to the eighth embodiment of the present invention.
The threshold circuit according to the present embodiment includes a first PMOS transistor Q1, a charge storage unit C1, a first NMOS transistor Q4, a second PMOS transistor Q5, a gate terminal connected to the output terminal OUT, and a drain. The second NMOS transistor Q6 has a terminal connected to a connection point between the gate terminal of the first NMOS transistor Q4 and the drain terminal of the second PMOS transistor Q5, and a source terminal grounded.

本実施の形態は、第6の実施の形態の電圧制御電圧源V1を、第2のNMOSトランジスタQ6で構成したものである。
第1の実施の形態で説明したとおり、入力端子INの電圧がLowのとき、出力端子OUTの電圧がHighとなるので、第2のNMOSトランジスタQ6がオン状態となり、第1のNMOSトランジスタQ4のゲート端子は接地電位となる。
In the present embodiment, the voltage control voltage source V1 of the sixth embodiment is configured by a second NMOS transistor Q6.
As described in the first embodiment, when the voltage at the input terminal IN is Low, the voltage at the output terminal OUT is High, so that the second NMOS transistor Q6 is turned on, and the first NMOS transistor Q4 The gate terminal is at ground potential.

次に、入力端子INの電圧がLowからHighへ上昇すると、出力端子OUTの電圧がHighからLowへ下降し、出力端子OUTの電圧が下降するにつれて第1のNMOSトランジスタQ4のゲート電圧が上昇する。このとき、第2のNMOSトランジスタQ6は、出力端子OUTの電圧が下降するにつれてオフ状態に近づくが、完全にオフ状態になるまでは第1のNMOSトランジスタQ4のゲート端子の電圧上昇を抑える働きをする。   Next, when the voltage at the input terminal IN increases from Low to High, the voltage at the output terminal OUT decreases from High to Low, and the gate voltage of the first NMOS transistor Q4 increases as the voltage at the output terminal OUT decreases. . At this time, the second NMOS transistor Q6 approaches an off state as the voltage at the output terminal OUT decreases, but functions to suppress a voltage increase at the gate terminal of the first NMOS transistor Q4 until the second NMOS transistor Q6 is completely off. To do.

本実施の形態では、第2のNMOSトランジスタQ6により第1のNMOSトランジスタQ4のゲート端子の電圧変化を小さく抑えることができるので、第6の実施の形態と同様の効果を得ることができる。   In the present embodiment, the second NMOS transistor Q6 can suppress a change in voltage at the gate terminal of the first NMOS transistor Q4, so that the same effect as in the sixth embodiment can be obtained.

[第9の実施の形態]
次に、本発明の第9の実施の形態について説明する。図9は本発明の第9の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。
本実施の形態の閾値回路は、第1のPMOSトランジスタQ1と、電荷蓄積部C1と、第1のNMOSトランジスタQ4と、第2のPMOSトランジスタQ5と、ドレイン端子が第1のNMOSトランジスタQ4のゲート端子と第2のPMOSトランジスタQ5のドレイン端子との接続点に接続され、ソース端子が接地された第2のNMOSトランジスタQ6と、ゲート端子およびドレイン端子が出力端子OUTに接続され、ソース端子が第2のNMOSトランジスタQ6のゲート端子に接続された第3のNMOSトランジスタQ7と、第1の端子が第2のNMOSトランジスタQ6のゲート端子に接続され、第2の端子が接地され、制御端子が初期化端子RSTに接続されたスイッチSW2とから構成される。
[Ninth Embodiment]
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a threshold circuit according to the ninth embodiment of the present invention.
The threshold circuit of the present embodiment includes a first PMOS transistor Q1, a charge storage unit C1, a first NMOS transistor Q4, a second PMOS transistor Q5, and a drain terminal that is the gate of the first NMOS transistor Q4. A second NMOS transistor Q6 connected to a connection point between the terminal and the drain terminal of the second PMOS transistor Q5, the source terminal grounded, a gate terminal and a drain terminal connected to the output terminal OUT, and a source terminal connected to the first terminal A third NMOS transistor Q7 connected to the gate terminal of the second NMOS transistor Q6, a first terminal connected to the gate terminal of the second NMOS transistor Q6, a second terminal grounded, and a control terminal initially And a switch SW2 connected to the conversion terminal RST.

本実施の形態は、第2のNMOSトランジスタQ6のゲート端子と出力端子OUTとの間に、ダイオード接続した第3のNMOSトランジスタQ7を挿入した点が第8の実施の形態と異なる。
本実施の形態では、第5の実施の形態と同様にセンサノードの初期化時に図示しない制御回路から初期化端子RSTに与えられる初期化信号によりスイッチSW2をオン状態にした後、スイッチSW2をオフ状態にする。
This embodiment differs from the eighth embodiment in that a diode-connected third NMOS transistor Q7 is inserted between the gate terminal of the second NMOS transistor Q6 and the output terminal OUT.
In the present embodiment, as in the fifth embodiment, the switch SW2 is turned on by an initialization signal given to the initialization terminal RST from a control circuit (not shown) at the time of initialization of the sensor node, and then the switch SW2 is turned off. Put it in a state.

第8の実施の形態で説明したとおり、入力端子INの電圧がLowからHighへ上昇すると、出力端子OUTの電圧がHighからLowへ下降し、出力端子OUTの電圧が下降するにつれて第1のNMOSトランジスタQ4のゲート電圧が上昇する。本実施の形態では、出力端子OUTの電圧から第3のNMOSトランジスタQ7の閾値電圧分だけ小さくした電圧を、第2のNMOSトランジスタQ6のゲート電圧としているため、第8の実施の形態に比べて第1のNMOSトランジスタQ4のゲート電圧を大きくすることができる。その結果、本実施の形態では、電荷蓄積部C1からの電荷の放電時間が長い場合でも、第8の実施の形態と比べて放電時間を短くすることができ、出力端子OUTの電圧がHighからLowに遷移する時間を短くすることができる。   As described in the eighth embodiment, when the voltage at the input terminal IN increases from Low to High, the voltage at the output terminal OUT decreases from High to Low, and as the voltage at the output terminal OUT decreases, the first NMOS The gate voltage of transistor Q4 increases. In the present embodiment, a voltage that is smaller than the voltage of the output terminal OUT by the threshold voltage of the third NMOS transistor Q7 is used as the gate voltage of the second NMOS transistor Q6. Therefore, as compared with the eighth embodiment. The gate voltage of the first NMOS transistor Q4 can be increased. As a result, in this embodiment, even when the discharge time of the charge from the charge storage unit C1 is long, the discharge time can be shortened compared to the eighth embodiment, and the voltage of the output terminal OUT is changed from High. The transition time to Low can be shortened.

[第10の実施の形態]
次に、本発明の第10の実施の形態について説明する。図10は本発明の第10の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。
本実施の形態の閾値回路は、第1のPMOSトランジスタQ1と、電荷蓄積部C1と、第1のNMOSトランジスタQ4と、第2のPMOSトランジスタQ5と、第2のNMOSトランジスタQ6と、ソース端子が第2のNMOSトランジスタQ6のゲート端子に接続された第3のNMOSトランジスタQ7と、ゲート端子およびドレイン端子が出力端子OUTに接続され、ソース端子が第3のNMOSトランジスタQ7のゲート端子およびドレイン端子に接続された第4のNMOSトランジスタQ8と、スイッチSW2とから構成される。
[Tenth embodiment]
Next, a tenth embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration of a threshold circuit according to the tenth embodiment of the present invention.
The threshold circuit according to the present embodiment includes a first PMOS transistor Q1, a charge storage unit C1, a first NMOS transistor Q4, a second PMOS transistor Q5, a second NMOS transistor Q6, and a source terminal. The third NMOS transistor Q7 connected to the gate terminal of the second NMOS transistor Q6, the gate terminal and the drain terminal are connected to the output terminal OUT, and the source terminal is connected to the gate terminal and the drain terminal of the third NMOS transistor Q7. A fourth NMOS transistor Q8 and a switch SW2 are connected.

本実施の形態は、第2のNMOSトランジスタQ6のゲート端子と出力端子OUTとの間に、ダイオード接続した第3のNMOSトランジスタQ7に加えて、さらにダイオード接続した第4のNMOSトランジスタQ8を挿入した点が第9の実施の形態と異なる。
本実施の形態では、出力端子OUTの電圧から、第3、第4のNMOSトランジスタQ7,Q8の閾値電圧を合わせた電圧分だけ小さくした電圧を、第2のNMOSトランジスタQ6のゲート電圧としているため、第9の実施の形態に比べて第1のNMOSトランジスタQ4のゲート電圧を大きくすることができる。その結果、本実施の形態では、電荷蓄積部C1からの電荷の放電時間が長い場合でも、第9の実施の形態と比べて放電時間を短くすることができ、出力端子OUTの電圧がHighからLowに遷移する時間を短くすることができる。
In the present embodiment, a fourth diode-connected NMOS transistor Q8 is inserted between the gate terminal of the second NMOS transistor Q6 and the output terminal OUT in addition to the diode-connected third NMOS transistor Q7. This differs from the ninth embodiment.
In the present embodiment, the voltage obtained by reducing the voltage of the output terminal OUT by the sum of the threshold voltages of the third and fourth NMOS transistors Q7 and Q8 is used as the gate voltage of the second NMOS transistor Q6. Compared to the ninth embodiment, the gate voltage of the first NMOS transistor Q4 can be increased. As a result, in the present embodiment, even when the discharge time of the charge from the charge storage unit C1 is long, the discharge time can be shortened compared to the ninth embodiment, and the voltage of the output terminal OUT is changed from High. The transition time to Low can be shortened.

[第11の実施の形態]
次に、本発明の第11の実施の形態について説明する。図11は本発明の第11の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。
本実施の形態の閾値回路は、第1のPMOSトランジスタQ1と、電荷蓄積部C1と、第1のNMOSトランジスタQ4と、第2のPMOSトランジスタQ5と、第2のNMOSトランジスタQ6と、第3のNMOSトランジスタQ7と、ゲート端子が出力端子OUTに接続され、ソース端子が第3のNMOSトランジスタQ7のゲート端子およびドレイン端子に接続された第4のNMOSトランジスタQ9と、スイッチSW2と、第1の端子が電源電位VDDに接続され、第2の端子が第4のNMOSトランジスタQ9のドレイン端子に接続され、制御端子が定常化端子RSTNに接続されたスイッチSW3とから構成される。
[Eleventh embodiment]
Next, an eleventh embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration of a threshold circuit according to the eleventh embodiment of the present invention.
The threshold circuit of the present embodiment includes a first PMOS transistor Q1, a charge storage unit C1, a first NMOS transistor Q4, a second PMOS transistor Q5, a second NMOS transistor Q6, NMOS transistor Q7, fourth NMOS transistor Q9 whose gate terminal is connected to output terminal OUT, and whose source terminal is connected to the gate terminal and drain terminal of third NMOS transistor Q7, switch SW2, and first terminal Is connected to the power supply potential VDD, the second terminal is connected to the drain terminal of the fourth NMOS transistor Q9, and the switch SW3 is connected to the control terminal RSTN.

本実施の形態は、第4のNMOSトランジスタQ9のドレイン端子を第2のスイッチSW3を介して電源電位VDDに接続した点が第10の実施の形態と異なる。
本実施の形態では、センサノードの初期化時に図示しない制御回路から初期化端子RSTに与えられる初期化信号によりスイッチSW2をオン状態にすると同時に、スイッチSW3をオフ状態にする。続いて、入力端子INの電位が定常状態となった後に、制御回路はスイッチSW2をオフ状態にすると同時に、定常化端子RSTNに定常化信号を与えることによりスイッチSW3をオン状態にして、閾値回路を入力信号待ちの状態とする。
This embodiment is different from the tenth embodiment in that the drain terminal of the fourth NMOS transistor Q9 is connected to the power supply potential VDD via the second switch SW3.
In the present embodiment, the switch SW3 is turned on at the same time as the switch SW2 is turned on by an initialization signal supplied from the control circuit (not shown) to the initialization terminal RST when the sensor node is initialized. Subsequently, after the potential of the input terminal IN becomes a steady state, the control circuit turns off the switch SW2, and simultaneously turns on the switch SW3 by giving a steadying signal to the steadying terminal RSTN, thereby causing the threshold circuit Is in a state waiting for an input signal.

以上のような構成とすることで、本実施の形態では、第4のNMOSトランジスタQ9のドレイン端子の寄生容量を出力端子OUTから切り離すことができるため、電荷蓄積部C1の電荷の放電時間を短くすることができ、出力端子OUTの電圧がHighからLowに遷移する時間を短くすることができる。   With the configuration as described above, in this embodiment, the parasitic capacitance of the drain terminal of the fourth NMOS transistor Q9 can be separated from the output terminal OUT, so that the charge discharge time of the charge storage unit C1 is shortened. The time for the voltage of the output terminal OUT to transition from High to Low can be shortened.

[第12の実施の形態]
次に、本発明の第12の実施の形態について説明する。図12は本発明の第12の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。
本実施の形態の閾値回路は、第1のPMOSトランジスタQ1と、電荷蓄積部C1と、第1のNMOSトランジスタQ4と、第2のPMOSトランジスタQ5と、第2のNMOSトランジスタQ6と、第3のNMOSトランジスタQ7と、第4のNMOSトランジスタQ9と、ゲート端子が第1のNMOSトランジスタQ4のゲート端子と第2のPMOSトランジスタQ5のドレイン端子との接続点に接続され、ソース端子が電源電位VDDに接続され、ドレイン端子が第1のPMOSトランジスタQ1のソース端子に接続された第3のPMOSトランジスタQ10と、スイッチSW2,SW3とから構成される。
[Twelfth embodiment]
Next, a twelfth embodiment of the present invention will be described. FIG. 12 is a circuit diagram showing a configuration of a threshold circuit according to the twelfth embodiment of the present invention.
The threshold circuit of the present embodiment includes a first PMOS transistor Q1, a charge storage unit C1, a first NMOS transistor Q4, a second PMOS transistor Q5, a second NMOS transistor Q6, The NMOS transistor Q7, the fourth NMOS transistor Q9, the gate terminal is connected to the connection point between the gate terminal of the first NMOS transistor Q4 and the drain terminal of the second PMOS transistor Q5, and the source terminal is set to the power supply potential VDD. A third PMOS transistor Q10 is connected and has a drain terminal connected to the source terminal of the first PMOS transistor Q1 and switches SW2 and SW3.

本実施の形態は、第1のPMOSトランジスタQ1のソース端子と電源電位VDDとの間に第3のPMOSトランジスタQ10を挿入し、第3のPMOSトランジスタQ10のゲート端子を第1のNMOSトランジスタQ4のゲート端子の電圧で制御する点が第11の実施の形態と異なる。   In the present embodiment, a third PMOS transistor Q10 is inserted between the source terminal of the first PMOS transistor Q1 and the power supply potential VDD, and the gate terminal of the third PMOS transistor Q10 is connected to the first NMOS transistor Q4. The point of controlling by the voltage of the gate terminal is different from the eleventh embodiment.

本実施の形態では、入力端子INの電圧がLowから上昇したときに閾値回路の論理閾値付近で保持され、第1のPMOSトランジスタQ1が不完全なオフ状態となって電荷蓄積部C1の電荷の放電が進まない場合でも、出力端子OUTの少しの電圧低下で第3のPMOSトランジスタQ10がオフ状態となり、第1のPMOSトランジスタQ1がオフになった状態と同じ状態にできるので、電荷蓄積部C1の電荷の放電を進めて、出力端子OUTの電圧をHighからLowへ速やかに遷移させることができ、閾値処理の誤動作を防止することができる。   In the present embodiment, when the voltage at the input terminal IN rises from Low, it is held near the logic threshold value of the threshold circuit, and the first PMOS transistor Q1 becomes incompletely off and the charge in the charge storage portion C1 is reduced. Even when the discharge does not proceed, the third PMOS transistor Q10 is turned off by a slight voltage drop at the output terminal OUT, and the same state as that when the first PMOS transistor Q1 is turned off can be obtained. The voltage of the output terminal OUT can be quickly changed from High to Low by proceeding with the discharge of the electric charge, and the malfunction of the threshold processing can be prevented.

[第13の実施の形態]
次に、本発明の第13の実施の形態について説明する。図13は本発明の第13の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。
本実施の形態の閾値回路は、第1のPMOSトランジスタQ1と、電荷蓄積部C1と、第1のNMOSトランジスタQ4と、第2のPMOSトランジスタQ5と、第2のNMOSトランジスタQ6と、第3のNMOSトランジスタQ7と、第4のNMOSトランジスタQ9と、第3のPMOSトランジスタQ10と、ゲート端子が出力端子OUTに接続され、ドレイン端子が第2のNMOSトランジスタQ6のソース端子に接続され、ソース端子が接地された第5のNMOSトランジスタQ11と、スイッチSW1,SW2,SW3とから構成される。
[Thirteenth embodiment]
Next, a thirteenth embodiment of the present invention will be described. FIG. 13 is a circuit diagram showing a configuration of a threshold circuit according to the thirteenth embodiment of the present invention.
The threshold circuit of the present embodiment includes a first PMOS transistor Q1, a charge storage unit C1, a first NMOS transistor Q4, a second PMOS transistor Q5, a second NMOS transistor Q6, The NMOS transistor Q7, the fourth NMOS transistor Q9, the third PMOS transistor Q10, the gate terminal is connected to the output terminal OUT, the drain terminal is connected to the source terminal of the second NMOS transistor Q6, and the source terminal is It is composed of a grounded fifth NMOS transistor Q11 and switches SW1, SW2 and SW3.

本実施の形態は、第1のNMOSトランジスタQ4のゲート端子の電圧を制御する第2のNMOSトランジスタQ6のソース端子と接地電位との間に第5のNMOSトランジスタQ11を挿入し、第5のNMOSトランジスタQ11のゲート端子の電圧を出力端子OUTの電圧で制御する点と、第5の実施の形態と同様に第1のNMOSトランジスタQ4のゲート端子を初期化するためのスイッチSW1を備える点が第12の実施の形態と異なる。   In the present embodiment, a fifth NMOS transistor Q11 is inserted between the source terminal of the second NMOS transistor Q6 that controls the voltage of the gate terminal of the first NMOS transistor Q4 and the ground potential, and a fifth NMOS transistor is inserted. The point that the voltage of the gate terminal of the transistor Q11 is controlled by the voltage of the output terminal OUT, and the point that the switch SW1 for initializing the gate terminal of the first NMOS transistor Q4 is provided as in the fifth embodiment. Different from the twelve embodiments.

本実施の形態では、入力端子INの電圧がLowからHighに遷移するのに応じて出力端子OUTの電圧がHighからLowに遷移したときに第5のNMOSトランジスタQ11がオフ状態になるので、閾値処理動作後に第2のNMOSトランジスタQ6と第2のPMOSトランジスタQ5とを流れる電流を抑制することができ、閾値回路を低消費電力化することができる。   In the present embodiment, the fifth NMOS transistor Q11 is turned off when the voltage at the output terminal OUT changes from High to Low in response to the voltage at the input terminal IN changing from Low to High. The current flowing through the second NMOS transistor Q6 and the second PMOS transistor Q5 after the processing operation can be suppressed, and the power consumption of the threshold circuit can be reduced.

[第14の実施の形態]
次に、本発明の第14の実施の形態について説明する。図14は本発明の第14の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。
本実施の形態の閾値回路は、第1のPMOSトランジスタQ1と、電荷蓄積部C1と、第1のNMOSトランジスタQ4と、第2のPMOSトランジスタQ5と、第2のNMOSトランジスタQ6と、第3のNMOSトランジスタQ7と、第4のNMOSトランジスタQ9と、第3のPMOSトランジスタQ10と、第5のNMOSトランジスタQ11と、第1のNMOSトランジスタQ4のドレイン端子と出力端子OUTとの間に挿入されたトランスファーゲートT1と、スイッチSW1,SW2,SW3とから構成される。
[Fourteenth embodiment]
Next, a fourteenth embodiment of the present invention will be described. FIG. 14 is a circuit diagram showing a configuration of a threshold circuit according to a fourteenth embodiment of the present invention.
The threshold circuit of the present embodiment includes a first PMOS transistor Q1, a charge storage unit C1, a first NMOS transistor Q4, a second PMOS transistor Q5, a second NMOS transistor Q6, The NMOS transistor Q7, the fourth NMOS transistor Q9, the third PMOS transistor Q10, the fifth NMOS transistor Q11, and the transfer inserted between the drain terminal and the output terminal OUT of the first NMOS transistor Q4. It comprises a gate T1 and switches SW1, SW2, SW3.

本実施の形態は、第1のNMOSトランジスタQ4のドレイン端子と出力端子OUTとの間にオン状態のトランスファーゲートT1を挿入している点が第13の実施の形態と異なる。つまり、トランスファーゲートT1は、NMOSトランジスタQ12とPMOSトランジスタQ13とからなり、NMOSトランジスタQ12のゲート端子が電源電位VDDに接続され、PMOSトランジスタQ13のゲート端子が接地されている。そして、NMOSトランジスタQ12のドレイン端子とPMOSトランジスタQ13のソース端子とが出力端子OUTに接続され、NMOSトランジスタQ12のソース端子とPMOSトランジスタQ13のドレイン端子とが第1のNMOSトランジスタQ4のドレイン端子に接続されている。トランスファーゲートT1は、電源電位VDDが供給されている間は常時オン状態となっている。   This embodiment is different from the thirteenth embodiment in that an on-state transfer gate T1 is inserted between the drain terminal of the first NMOS transistor Q4 and the output terminal OUT. That is, the transfer gate T1 includes the NMOS transistor Q12 and the PMOS transistor Q13, the gate terminal of the NMOS transistor Q12 is connected to the power supply potential VDD, and the gate terminal of the PMOS transistor Q13 is grounded. The drain terminal of the NMOS transistor Q12 and the source terminal of the PMOS transistor Q13 are connected to the output terminal OUT, and the source terminal of the NMOS transistor Q12 and the drain terminal of the PMOS transistor Q13 are connected to the drain terminal of the first NMOS transistor Q4. Has been. The transfer gate T1 is always on while the power supply potential VDD is supplied.

第1のNMOSトランジスタQ4のドレイン端子の寄生容量が大きいと電荷蓄積部C1の電荷の放電時間が長くなってしまうが、本実施の形態では、第1のNMOSトランジスタQ4のドレイン端子と出力端子OUTとの間にトランスファーゲートT1を挿入したことにより、第1のNMOSトランジスタQ4のドレイン端子の寄生容量が、出力端子OUTに接続されている電荷蓄積部C1から切り離されるため、電荷蓄積部C1の電荷の放電時間を短くすることができ、出力端子OUTの電圧がHighからLowに遷移する時間を短くすることができる。   When the parasitic capacitance of the drain terminal of the first NMOS transistor Q4 is large, the discharge time of the charge in the charge storage unit C1 becomes long. In this embodiment, the drain terminal and the output terminal OUT of the first NMOS transistor Q4 are used. Since the transfer gate T1 is inserted between and the parasitic capacitance of the drain terminal of the first NMOS transistor Q4 is disconnected from the charge storage unit C1 connected to the output terminal OUT, the charge of the charge storage unit C1 , And the time for the voltage at the output terminal OUT to transition from High to Low can be shortened.

[第15の実施の形態]
次に、本発明の第15の実施の形態について説明する。図15は本発明の第15の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。
本実施の形態の閾値回路は、第1のPMOSトランジスタQ1と、電荷蓄積部C1と、第1のNMOSトランジスタQ4と、第2のPMOSトランジスタQ5と、第2のNMOSトランジスタQ6と、第3のNMOSトランジスタQ7と、第4のNMOSトランジスタQ9と、第3のPMOSトランジスタQ10と、第5のNMOSトランジスタQ11と、トランスファーゲートT1と、スイッチSW1,SW2,SW3と、第1の端子が電源電位VDDに接続され、第2の端子が出力端子OUTに接続され、制御端子が初期化端子RSTに接続されたスイッチSW4とから構成される。
[Fifteenth embodiment]
Next, a fifteenth embodiment of the present invention is described. FIG. 15 is a circuit diagram showing a configuration of a threshold circuit according to the fifteenth embodiment of the present invention.
The threshold circuit of the present embodiment includes a first PMOS transistor Q1, a charge storage unit C1, a first NMOS transistor Q4, a second PMOS transistor Q5, a second NMOS transistor Q6, The NMOS transistor Q7, the fourth NMOS transistor Q9, the third PMOS transistor Q10, the fifth NMOS transistor Q11, the transfer gate T1, the switches SW1, SW2, SW3, and the first terminal are connected to the power supply potential VDD. , A switch SW4 having a second terminal connected to the output terminal OUT and a control terminal connected to the initialization terminal RST.

本実施の形態は、出力端子OUTに初期化のためのスイッチSW4を備える点が第14の実施の形態と異なる。
第1〜第14の実施の形態では、センサノードの初期化時に入力端子INの電圧が完全なLowにならず、電源電位VDDと接地電位との中間的な電位となってしまう場合、第1のPMOSトランジスタQ1が不完全なオン状態となって出力端子OUTの電圧がHighにならないことがある。
This embodiment is different from the fourteenth embodiment in that an output switch OUT is provided with a switch SW4 for initialization.
In the first to fourteenth embodiments, when the voltage of the input terminal IN is not completely low at the time of initialization of the sensor node, the first potential is the intermediate potential between the power supply potential VDD and the ground potential. The PMOS transistor Q1 may be incompletely turned on, and the voltage at the output terminal OUT may not become high.

これに対して、本実施の形態では、初期化時に図示しない制御回路から初期化端子RSTに与えられる初期化信号によりスイッチSW4がオン状態となるので、入力端子INの電圧が完全なLowになっていない場合でも、出力端子OUTの電圧をHighにすることができ、出力端子OUTを初期化することができる。その後、制御回路はスイッチSW1,SW2,SW4をオフ状態にすると同時に、スイッチSW3をオン状態にして、閾値回路を入力信号待ちの状態とする。   On the other hand, in the present embodiment, the switch SW4 is turned on by an initialization signal given from the control circuit (not shown) to the initialization terminal RST at the time of initialization, so that the voltage at the input terminal IN becomes completely low. Even if not, the voltage of the output terminal OUT can be made high, and the output terminal OUT can be initialized. After that, the control circuit turns off the switches SW1, SW2 and SW4, and at the same time turns on the switch SW3 to put the threshold circuit in a state waiting for an input signal.

[第16の実施の形態]
次に、本発明の第16の実施の形態について説明する。図16は本発明の第16の実施の形態に係る閾値回路の構成を示す回路図である。
本実施の形態の閾値回路は、第1のPMOSトランジスタQ1と、電荷蓄積部C1と、第1のNMOSトランジスタQ4と、第2のPMOSトランジスタQ5と、第2のNMOSトランジスタQ6と、第3のNMOSトランジスタQ7と、第4のNMOSトランジスタQ9と、第3のPMOSトランジスタQ10と、第5のNMOSトランジスタQ11と、トランスファーゲートT1と、スイッチSW1,SW2,SW3,SW4と、電荷蓄積部C1と出力端子OUTとの間に挿入されたバッファ回路BUFF1とから構成される。
[Sixteenth embodiment]
Next, a sixteenth embodiment of the present invention will be described. FIG. 16 is a circuit diagram showing a configuration of a threshold circuit according to the sixteenth embodiment of the present invention.
The threshold circuit of the present embodiment includes a first PMOS transistor Q1, a charge storage unit C1, a first NMOS transistor Q4, a second PMOS transistor Q5, a second NMOS transistor Q6, NMOS transistor Q7, fourth NMOS transistor Q9, third PMOS transistor Q10, fifth NMOS transistor Q11, transfer gate T1, switches SW1, SW2, SW3, SW4, charge storage section C1 and output The buffer circuit BUFF1 is inserted between the terminal OUT.

本実施の形態は、入力ゲート容量が最小サイズのトランジスタのゲート容量値(100fF以下)であるバッファ回路BUFF1を出力端子OUTに備える点が第15の実施の形態と異なる。
本実施の形態では、出力端子OUTの負荷容量が大きい場合でも、バッファ回路BUFF1を用いることで、電荷蓄積部C1の電荷の放電時間を短くすることができ、出力端子OUTの電圧がHighからLowに遷移する時間を短くすることができる。
This embodiment is different from the fifteenth embodiment in that the output terminal OUT includes a buffer circuit BUFF1 whose input gate capacitance is a gate capacitance value (100 fF or less) of a transistor having a minimum size.
In the present embodiment, even when the load capacitance of the output terminal OUT is large, by using the buffer circuit BUFF1, the charge discharge time of the charge storage unit C1 can be shortened, and the voltage of the output terminal OUT is changed from High to Low. It is possible to shorten the transition time to.

なお、第1〜第16の実施の形態では、閾値回路をセンサノードに適用する例について説明しているが、これに限るものではなく、本発明をセンサノード以外に適用することも可能である。   In the first to sixteenth embodiments, the example in which the threshold circuit is applied to the sensor node has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to other than the sensor node. .

本発明は、センサノード等に用いる閾値回路に適用することができる。   The present invention can be applied to a threshold circuit used for a sensor node or the like.

Q1,Q5,Q10…PMOSトランジスタ、Q2,Q3,Q4,Q6,Q7,Q8,Q9,Q11…NMOSトランジスタ、I1,I2…電流制限部、C1…電荷蓄積部、C2,C3…容量素子、SW1,SW2,SW3,SW4…スイッチ、V1…電圧制御電圧源、T1…トランスファーゲート、BUFF1…バッファ回路、IN…入力端子、OUT…出力端子、RST…初期化端子、RSTN…定常化端子。   Q1, Q5, Q10 ... PMOS transistors, Q2, Q3, Q4, Q6, Q7, Q8, Q9, Q11 ... NMOS transistors, I1, I2 ... current limiting unit, C1 ... charge storage unit, C2, C3 ... capacitive element, SW1 , SW2, SW3, SW4, switch, V1, voltage control voltage source, T1, transfer gate, BUFF1, buffer circuit, IN, input terminal, OUT, output terminal, RST, initialization terminal, RSTN, steady terminal.

Claims (13)

ゲート端子が入力端子に接続され、ソース端子が第1の共通電位に接続され、ドレイン端子が出力端子に接続され、前記入力端子の電圧が所定の論理閾値より低いときにオン状態となり論理閾値より高いときにオフ状態となる第1の第1極性トランジスタと、
第1の端子が前記第1の第1極性トランジスタのドレイン端子および前記出力端子に接続され、第2の端子が第2の共通電位に接続され、前記第1の端子から前記第2の端子に流れる電流を制限する電流制限部と、
前記第1の第1極性トランジスタのドレイン端子および前記出力端子に接続され、前記第1の第1極性トランジスタがオン状態のときの充電電流により電荷を蓄積する電荷蓄積部とを備え、
前記電流制限部の電流値が、サブマイクロアンペア以下に設定され
前記電流制限部は、前記出力端子の電圧に基づいて制御され、前記出力端子の電圧変化に応じて電流値をピコアンペアレベルからマイクロアンペアレベルに増加させることを特徴とする閾値回路。
The gate terminal is connected to the input terminal, the source terminal is connected to the first common potential, the drain terminal is connected to the output terminal, and is turned on when the voltage of the input terminal is lower than a predetermined logic threshold value. A first first polarity transistor that is turned off when high;
A first terminal is connected to a drain terminal and the output terminal of the first first polarity transistor, a second terminal is connected to a second common potential, and the first terminal is connected to the second terminal. A current limiting unit for limiting the flowing current;
A charge storage unit that is connected to a drain terminal and the output terminal of the first first polarity transistor, and stores charge by a charging current when the first first polarity transistor is in an ON state;
The current value of the current limiting unit is set to sub-microamperes or less ;
The threshold value circuit , wherein the current limiter is controlled based on a voltage of the output terminal and increases a current value from a picoampere level to a microampere level according to a voltage change of the output terminal .
請求項記載の閾値回路において、
前記電流制限部は、
ドレイン端子が前記第1の第1極性トランジスタのドレイン端子および前記出力端子に接続され、ソース端子が前記第2の共通電位に接続された第1の第2極性トランジスタと、
ゲート端子が前記第1の第1極性トランジスタのドレイン端子および前記出力端子に接続され、ソース端子が前記第1の共通電位に接続され、ドレイン端子が前記第1の第2極性トランジスタのゲート端子に接続された第2の第1極性トランジスタとから構成されることを特徴とする閾値回路。
The threshold circuit according to claim 1 , wherein
The current limiting unit is
A first second polarity transistor having a drain terminal connected to the drain terminal and the output terminal of the first first polarity transistor, and a source terminal connected to the second common potential;
A gate terminal is connected to the drain terminal and the output terminal of the first first polarity transistor, a source terminal is connected to the first common potential, and a drain terminal is connected to the gate terminal of the first second polarity transistor. A threshold circuit comprising: a connected second first polarity transistor.
請求項記載の閾値回路において、
前記電流制限部は、前記出力端子の電圧に基づいて前記第1の第2極性トランジスタのゲート端子の電圧を制御する電圧制御電圧源を備え、
該電圧制御電圧源は、前記出力端子の電圧変化量よりも小さい電圧変化量で前記第1の第2極性トランジスタのゲート端子の電圧が変化するように制御することを特徴とする閾値回路。
The threshold circuit according to claim 2 , wherein
The current limiting unit includes a voltage control voltage source that controls the voltage of the gate terminal of the first second polarity transistor based on the voltage of the output terminal,
The threshold voltage circuit, wherein the voltage control voltage source controls the voltage of the gate terminal of the first second polarity transistor to change with a voltage change amount smaller than the voltage change amount of the output terminal.
請求項記載の閾値回路において、
前記電圧制御電圧源は、
第1の端子が前記出力端子に接続され、第2の端子が前記第1の第2極性トランジスタのゲート端子に接続された第1の容量素子と、
第1の端子が前記第1の第2極性トランジスタのゲート端子に接続され、第2の端子が前記第2の共通電位に接続された第2の容量素子とから構成されることを特徴とする閾値回路。
The threshold circuit according to claim 3 , wherein
The voltage control voltage source is:
A first capacitive element having a first terminal connected to the output terminal and a second terminal connected to a gate terminal of the first second polarity transistor;
A first terminal is connected to a gate terminal of the first second polarity transistor, and a second terminal is constituted by a second capacitor element connected to the second common potential. Threshold circuit.
請求項記載の閾値回路において、
前記電圧制御電圧源は、ゲート端子が前記出力端子に接続され、ドレイン端子が前記第1の第2極性トランジスタのゲート端子と前記第2の第1極性トランジスタのドレイン端子との接続点に接続され、ソース端子が前記第2の共通電位に接続された第2の第2極性トランジスタで構成されることを特徴とする閾値回路。
The threshold circuit according to claim 3 , wherein
The voltage control voltage source has a gate terminal connected to the output terminal, and a drain terminal connected to a connection point between the gate terminal of the first second polarity transistor and the drain terminal of the second first polarity transistor. A threshold circuit comprising a second polarity transistor having a source terminal connected to the second common potential.
請求項記載の閾値回路において、
前記電圧制御電圧源は、
ドレイン端子が前記第1の第2極性トランジスタのゲート端子と前記第2の第1極性トランジスタのドレイン端子との接続点に接続され、ソース端子が前記第2の共通電位に接続された第2の第2極性トランジスタと、
ゲート端子およびドレイン端子が前記出力端子に接続され、ソース端子が前記第2の第2極性トランジスタのゲート端子に接続された1以上の第3の第2極性トランジスタとから構成されることを特徴とする閾値回路。
The threshold circuit according to claim 3 , wherein
The voltage control voltage source is:
A drain terminal is connected to a connection point between the gate terminal of the first second polarity transistor and the drain terminal of the second first polarity transistor, and a source terminal is connected to the second common potential. A second polarity transistor;
One or more third second polarity transistors having a gate terminal and a drain terminal connected to the output terminal and a source terminal connected to a gate terminal of the second second polarity transistor, Threshold circuit.
請求項記載の閾値回路において、
前記電圧制御電圧源は、
ドレイン端子が前記第1の第2極性トランジスタのゲート端子と前記第2の第1極性トランジスタのドレイン端子との接続点に接続され、ソース端子が前記第2の共通電位に接続された第2の第2極性トランジスタと、
ソース端子が前記第2の第2極性トランジスタのゲート端子に接続された第3の第2極性トランジスタと、
ゲート端子が前記出力端子に接続され、ドレイン端子が前記第1の共通電位に接続され、ソース端子が前記第3の第2極性トランジスタのゲート端子およびドレイン端子に接続された第4の第2極性トランジスタとから構成されることを特徴とする閾値回路。
The threshold circuit according to claim 3 , wherein
The voltage control voltage source is:
A drain terminal is connected to a connection point between the gate terminal of the first second polarity transistor and the drain terminal of the second first polarity transistor, and a source terminal is connected to the second common potential. A second polarity transistor;
A third second polarity transistor having a source terminal connected to the gate terminal of the second second polarity transistor;
A fourth second polarity in which a gate terminal is connected to the output terminal, a drain terminal is connected to the first common potential, and a source terminal is connected to a gate terminal and a drain terminal of the third second polarity transistor. A threshold circuit comprising a transistor.
請求項乃至のいずれか1項に記載の閾値回路において、
さらに、ゲート端子が前記第1の第2極性トランジスタのゲート端子と前記第2の第1極性トランジスタのドレイン端子との接続点に接続され、ソース端子が前記第1の共通電位に接続され、ドレイン端子が前記第1の第1極性トランジスタのソース端子に接続された第3の第1極性トランジスタを備えることを特徴とする閾値回路。
The threshold circuit according to any one of claims 2 to 7 ,
Further, the gate terminal is connected to a connection point between the gate terminal of the first second polarity transistor and the drain terminal of the second first polarity transistor, the source terminal is connected to the first common potential, and the drain A threshold circuit comprising: a third first polarity transistor having a terminal connected to a source terminal of the first first polarity transistor.
請求項乃至のいずれか1項に記載の閾値回路において、
前記電圧制御電圧源は、さらに、前記第2の第2極性トランジスタのソース端子と前記第2の共通電位との間に挿入され、ゲート端子が前記出力端子に接続され、ドレイン端子が前記第2の第2極性トランジスタのソース端子に接続され、ソース端子が前記第2の共通電位に接続された第5の第2極性トランジスタを備えることを特徴とする閾値回路。
The threshold circuit according to any one of claims 5 to 8 ,
The voltage control voltage source is further inserted between a source terminal of the second second polarity transistor and the second common potential, a gate terminal connected to the output terminal, and a drain terminal connected to the second terminal. A threshold circuit comprising: a fifth second polarity transistor connected to a source terminal of the second polarity transistor of which the source terminal is connected to the second common potential.
請求項記載の閾値回路において、
さらに、初期化時に前記第1の第2極性トランジスタのゲート端子の電圧を前記第2の共通電位にする初期化スイッチを備えることを特徴とする閾値回路。
The threshold circuit according to claim 2 , wherein
The threshold circuit further comprises an initialization switch for setting the voltage of the gate terminal of the first second polarity transistor to the second common potential at the time of initialization.
請求項記載の閾値回路において、
さらに、初期化時に前記第2の第2極性トランジスタのゲート端子の電圧を前記第2の共通電位にする初期化スイッチを備えることを特徴とする閾値回路。
The threshold circuit according to claim 6 , wherein
The threshold circuit further comprises an initialization switch that sets the voltage of the gate terminal of the second second polarity transistor to the second common potential at the time of initialization.
請求項記載の閾値回路において、
さらに、前記第4の第2極性トランジスタのドレイン端子と前記第1の共通電位との間に挿入され、初期化時にオフ状態となり定常時にオン状態となるスイッチを備えることを特徴とする閾値回路。
The threshold circuit according to claim 7 ,
The threshold circuit further comprises a switch inserted between the drain terminal of the fourth second polarity transistor and the first common potential and turned off at initialization and turned on at steady state.
ゲート端子が入力端子に接続され、ソース端子が第1の共通電位に接続され、ドレイン端子が出力端子に接続され、前記入力端子の電圧が所定の論理閾値より低いときにオン状態となり論理閾値より高いときにオフ状態となる第1の第1極性トランジスタと、
第1の端子が前記第1の第1極性トランジスタのドレイン端子および前記出力端子に接続され、第2の端子が第2の共通電位に接続され、前記第1の端子から前記第2の端子に流れる電流を制限する電流制限部と、
前記第1の第1極性トランジスタのドレイン端子および前記出力端子に接続され、前記第1の第1極性トランジスタがオン状態のときの充電電流により電荷を蓄積する電荷蓄積部と、
前記電流制限部と前記出力端子との間に挿入されたオン状態のトランスファーゲートとを備え、
前記電流制限部の電流値が、サブマイクロアンペア以下に設定されることを特徴とする閾値回路。
The gate terminal is connected to the input terminal, the source terminal is connected to the first common potential, the drain terminal is connected to the output terminal, and is turned on when the voltage of the input terminal is lower than a predetermined logic threshold value. A first first polarity transistor that is turned off when high;
A first terminal is connected to a drain terminal and the output terminal of the first first polarity transistor, a second terminal is connected to a second common potential, and the first terminal is connected to the second terminal. A current limiting unit for limiting the flowing current;
A charge storage unit connected to a drain terminal of the first first polarity transistor and the output terminal, and for storing charge by a charging current when the first first polarity transistor is in an on state;
An on-state transfer gate inserted between the current limiter and the output terminal;
The threshold value circuit, wherein a current value of the current limiting unit is set to be equal to or less than sub-microamperes .
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