JP4851560B2 - 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9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。   A configuration of a conventional sensor node system in which a threshold circuit is used is shown in FIG. 9 (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10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. 10 (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10に示した従来の閾値回路の動作を図11に示す入出力特性を用いて説明する。図11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. 10 will be described using the input / output characteristics shown in FIG. In FIG. 11, the horizontal axis represents the voltage V (IN) of the input terminal IN, and the vertical axis represents 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10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. 10, the threshold voltage Vthh when the voltage V (IN) of the input terminal IN transits from Low to High and the voltage V (IN) of the input terminal IN changes 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9に示したセンサノードチップに図10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. 10 is applied to the sensor node chip shown in FIG. 9, 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た第1の第1極性トランジスタと、ゲート端子が前記入力端子に接続され、ソース端子が前記第1の第1極性トランジスタのドレイン端子に接続され、ドレイン端子が出力端子に接続された第2の第1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、ソース端子が前記第1の第1極性トランジスタのドレイン端子と前記第2の第1極性トランジスタのソース端子との接続点に接続され、ドレイン端子が第2の共通電位に接続された第3の第1極性トランジスタと、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を備え、前記電流制限部は、前記入力端子の電圧に基づいて制御され、前記入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 The threshold circuit of the present invention (first and fourth embodiments) includes a first first polarity transistor having a gate terminal connected to an input terminal and a source terminal connected to a first common potential, and a gate terminal. Is connected to the input terminal, the source terminal is connected to the drain terminal of the first first polarity transistor, the drain terminal is connected to the output terminal, and the gate terminal is the output terminal The source terminal is connected to the connection point between the drain terminal of the first first polarity transistor and the source terminal of the second first polarity transistor, and the drain terminal is connected to the second common potential. A third first polarity transistor, a first terminal connected to the output terminal, a second terminal connected to the second common potential, and a current flowing from the first terminal to the second terminal The A current limiting unit for limiting, and the current limiting unit is controlled based on a voltage of the input terminal, and increases a current value from a picoampere level to a microampere level according to a voltage change of the input terminal. It is a feature .

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、ゲート端子およびドレイン端子が前記入力端子に接続され、ソース端子が前記第1の第2極性トランジスタのゲート端子に接続された1以上の第2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6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、ゲート端子が前記入力端子に接続され、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7の実施の形態)において、前記電流制限部は、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1の第2極性トランジスタのゲート端子との間に挿入され、ゲート端子および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1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8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。
In one configuration example (fifth embodiment) of the threshold circuit of the present invention, the current limiting unit has a drain terminal connected to the output terminal and a source terminal connected to the second common potential. One or more second second polarity transistors having a first second polarity transistor, a gate terminal and a drain terminal connected to the input terminal, and a source terminal connected to the gate terminal of the first second polarity transistor It is comprised from these.
In one configuration example (sixth embodiment) of the threshold circuit of the present invention, the current limiting unit has a drain terminal connected to the output terminal and a source terminal connected to the second common potential. A first second polarity transistor, a gate terminal connected to the input terminal, a drain terminal connected to the first common potential, and a source terminal connected to the gate terminal of the first second polarity transistor; And a second second polarity transistor.
In one configuration example (seventh embodiment) of the threshold circuit according to the present invention, the current limiting unit further includes a source terminal of the second second polarity transistor and a first second polarity transistor. One or more inserted between the gate terminal, the gate terminal and the drain terminal are connected to the source terminal of the second second polarity transistor, and the source terminal is connected to the gate terminal of the first second polarity transistor The third second polarity transistor is provided.
Further, in one configuration example (eighth 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.

本発明によれば、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た第1の第1極性トランジスタと、ゲート端子が入力端子に接続され、ソース端子が第1の第1極性トランジスタのドレイン端子に接続され、ドレイン端子が出力端子に接続された第2の第1極性トランジスタと、ゲート端子が出力端子に接続され、ソース端子が第1の第1極性トランジスタのドレイン端子と第2の第1極性トランジスタのソース端子との接続点に接続され、ドレイン端子が第2の共通電位に接続された第3の第1極性トランジスタと、第1の端子が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を設けることにより、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、第1、第2の第1極性トランジスタと電流制限部とを流れる貫通電流を、電流制限部で設定した電流に低減することができ、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, a first first polarity transistor having a gate terminal connected to an input terminal, a source terminal connected to a first common potential, a gate terminal connected to the input terminal, and a source terminal connected to the first terminal. The first polarity transistor is connected to the drain terminal of the first polarity transistor, the drain terminal is connected to the output terminal, the gate terminal is connected to the output terminal, and the source terminal is connected to the first polarity transistor. A third first polarity transistor connected to the connection point between the drain terminal and the source terminal of the second first polarity transistor, the drain terminal connected to the second common potential, and the first terminal as the output terminal And a second current terminal connected to the second common potential, and a current limiter configured to limit a current flowing from the first terminal to the second terminal. The through current flowing through the first and second first polarity transistors and the current limiting unit is reduced to the current set by the current limiting unit even if the voltage is held at an intermediate potential between the first and second common potentials. And 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極性トランジスタで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 limiter is connected to the second common potential or a fixed potential set in the range from the second common potential to the threshold voltage of the second polarity transistor, and the drain terminal outputs When the gate terminal of the first second polarity transistor is connected to the second common potential by constituting the first second polarity transistor connected to the terminal and having the source terminal connected to the second common potential. In the case where 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 made larger than the second common potential in the range up to the threshold voltage of the second polarity transistor. The threshold processing can be speeded up.

また、本発明では、電流制限部が、入力端子の電圧に基づいて制御され、入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。   In the present invention, the current limiter is controlled based on the voltage at the input terminal, and the current value is increased according to the voltage change at the input 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、電流制限部を、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、ゲート端子が入力端子に接続され、ドレイン端子が第1の共通電位に接続され、ソース端子が第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2極性トランジスタとから構成することにより、閾値回路の入力容量を小さくすることができる。   In the present invention, the current limiting unit includes a first second polarity transistor having a drain terminal connected to the output terminal, a source terminal connected to the second common potential, and a gate terminal connected to the input terminal. Since the drain terminal is connected to the first common potential and the source terminal is formed from the second second polarity transistor connected to the gate terminal of the first second polarity transistor, the input capacitance of the threshold circuit is reduced. can do.

また、本発明では、電流制限部が、さらに、第2の第2極性トランジスタのソース端子と第1の第2極性トランジスタのゲート端子との間に挿入され、ゲート端子およびドレイン端子が第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1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極性トランジスタを備えることにより、第1の第2極性トランジスタに流れる電流を小さくすることができ、閾値回路の消費電力を低減することができる。   In the present invention, the current limiting unit is further inserted between the source terminal of the second second polarity transistor and the gate terminal of the first second polarity transistor, and the gate terminal and the drain terminal are the second terminal. By including one or more third second polarity transistors connected to the source terminal of the second polarity transistor, the source terminal being connected to the gate terminal of the first second polarity transistor, the first second polarity transistor Current flowing in the capacitor can be reduced, and the power consumption of the threshold circuit can be reduced.

また、本発明では、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、第1の第2極性トランジスタに流れる電流が増加することを防ぐことができ、閾値回路の消費電力が増加することを防ぐことができる。   In the present invention, the current flowing through the first second polarity transistor is increased by providing the 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. This can be prevented, and an increase in power consumption of the threshold circuit can be prevented.

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. 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10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に接続された第1のPMOSトランジスタQ1と、ゲート端子が入力端子INに接続され、ソース端子が第1のPMOSトランジスタQ1のドレイン端子に接続され、ドレイン端子が出力端子OUTに接続された第2のPMOSトランジスタQ2と、ゲート端子が出力端子OUTに接続され、ソース端子が第1のPMOSトランジスタQ1のドレイン端子と第2のPMOSトランジスタQ2のソース端子との接続点に接続され、ドレイン端子が接地電位に接続された第3のPMOSトランジスタQ3と、第1の端子が第2のPMOSトランジスタQ2のドレイン端子および出力端子OUTに接続され、第2の端子が接地電位に接続された電流制限部I1とから構成される。
[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.
In the threshold circuit of this embodiment, the first PMOS transistor Q1 whose gate terminal is connected to the input terminal IN, the source terminal is connected to the power supply potential VDD, the gate terminal is connected to the input terminal IN, and the source terminal is The second PMOS transistor Q2 is connected to the drain terminal of the first PMOS transistor Q1, the drain terminal is connected to the output terminal OUT, the gate terminal is connected to the output terminal OUT, and the source terminal is the first PMOS transistor Q1. A third PMOS transistor Q3 having a drain terminal connected to a ground potential and a first terminal connected to a connection point between the drain terminal of the second PMOS transistor Q2 and the source terminal of the second PMOS transistor Q2. The current control is connected to the drain terminal and the output terminal OUT, and the second terminal is connected to the ground potential. Consisting of part I1 Metropolitan.

本実施の形態は、図10に示したNMOSトランジスタQ102に代えて、電流制限部I1を備えることが従来の閾値回路と異なる。
本実施の形態の閾値回路の動作を説明する。まず、入力端子INの電圧がLowからHighに遷移する場合について述べる。図9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となる。入力端子INの電圧がLowのとき、第1、第2のPMOSトランジスタQ1,Q2がオン状態となり、出力端子OUTの電圧はHighとなる。このとき、電流制限部I1に電流が流れているが、この電流は第1、第2のPMOSトランジスタQ1,Q2を合わせた駆動力で流すことができる電流に対して極めて小さいため、出力端子OUTの電圧がLowになることはない。
This embodiment differs from the conventional threshold circuit in that it includes a current limiting unit I1 instead of the NMOS transistor Q102 shown in FIG.
The operation of the threshold circuit of this embodiment will be described. First, the case where the voltage of the input terminal IN transitions from Low to High will be described. When the threshold circuit of this embodiment is applied to the sensor node chip 50 shown in FIG. 9, the voltage of the input terminal IN becomes Low when the sensor node chip 50 is initialized. When the voltage at the input terminal IN is Low, the first and second PMOS transistors Q1 and Q2 are turned on, and the voltage at the output terminal OUT is High. At this time, a current flows through the current limiting unit I1, but this current is extremely small with respect to a current that can be flowed with the combined driving force of the first and second PMOS transistors Q1 and Q2, and therefore the output terminal OUT Is never low.

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、第2のPMOSトランジスタQ1,Q2がオフ状態となり、第1、第2のPMOSトランジスタQ1,Q2に流れる電流が電流制限部I1の電流よりも小さくなると、出力端子OUTの電圧が降下を開始し、出力端子OUTの電圧はLowとなる。   When the output voltage of the sensor circuit 52 of the sensor node chip 50 increases from Low and the voltage of the input terminal IN rises, the first and second PMOS transistors Q1 and Q2 are turned off, and the first and second PMOS transistors When the current flowing through Q1 and Q2 becomes smaller than the current of the current limiting unit I1, the voltage at the output terminal OUT starts to drop, and the voltage at the output terminal OUT becomes Low.

次に、入力端子INの電圧がHighからLowに遷移する場合について述べる。入力端子INの電圧がHighのとき、第1、第2のPMOSトランジスタQ1,Q2はオフ状態、第3のPMOSトランジスタQ3はオン状態である。したがって、第1のPMOSトランジスタQ1のドレイン端子と第2のPMOSトランジスタQ2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 at the input terminal IN transitions from High to Low will be described. When the voltage at the input terminal IN is High, the first and second PMOS transistors Q1 and Q2 are in an off state, and the third PMOS transistor Q3 is in an on state. Therefore, the connection point between the drain terminal of the first PMOS transistor Q1 and the source terminal of the second PMOS transistor Q2 is the ground potential.

入力端子INの電圧が減少して第1、第2のPMOSトランジスタQ1,Q2がオン状態となることにより、出力端子OUTの電圧が上昇し、第3のPMOSトランジスタQ3がオフ状態に近づく。入力端子INの電圧が第2の閾値電圧Vthlに達すると、出力端子OUTの電圧がHighとなる。出力端子OUTの電圧がLowの際に第3のPMOSトランジスタQ3がオン状態であり、第1、第2のPMOSトランジスタQ1,Q2が出力端子OUTの電圧を上昇させるのを妨げることから、入力端子INの電圧VがLowからHighに遷移するときの第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 at the input terminal IN decreases and the first and second PMOS transistors Q1 and Q2 are turned on, the voltage at the output terminal OUT rises and the third PMOS transistor Q3 approaches the off state. When the voltage at the input terminal IN reaches the second threshold voltage Vthl, the voltage at the output terminal OUT becomes High. When the voltage of the output terminal OUT is low, the third PMOS transistor Q3 is in the on state, and the first and second PMOS transistors Q1 and Q2 are prevented from raising the voltage of the output terminal OUT. The second threshold voltage Vthl is smaller than the first threshold voltage Vthh when the IN voltage V transitions from Low to High.

以上のように、本実施の形態では、電流制限部I1を設けることにより、第1、第2のPMOSトランジスタQ1,Q2に流れる貫通電流を制限することができる。図10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大きな貫通電流が流れてしまう。   As described above, in the present embodiment, the through current flowing through the first and second PMOS transistors Q1 and Q2 can be limited by providing the current limiting unit I1. In the conventional threshold circuit shown in FIG. 10, a large through current of several tens of microamperes flows through the transistors Q100 to Q102 when the voltage at the input terminal IN is held at an intermediate potential between the power supply potential VDD and the ground potential. End up.

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、第2のPMOSトランジスタQ1,Q2と電流制限部I1とを流れる貫通電流を、電流制限部I1で設定した電流に低減することができる。例えば電流制限部I1としてサブマイクロアンペア(100nA)以下の電流を流す電流源を使用すれば、貫通電流をサブマイクロアンペア以下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。   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 first and second PMOS transistors Q1, Q2 and the current limiting unit I1 pass through. The current can be reduced to the current set by the current limiting unit I1. For example, if a current source that supplies a current of sub-microamperes (100 nA) or less is used as the current limiting unit I1, the through current can be reduced to sub-microamperes or less. 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、第2のPMOSトランジスタQ2と、第3のPMOSトランジスタQ3と、ゲート端子およびソース端子が接地電位に接続され、ドレイン端子が第2のPMOSトランジスタQ2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Q4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 second PMOS transistor Q2, the third PMOS transistor Q3, the gate terminal and the source terminal are connected to the ground potential, and the drain terminal is the second one. The first NMOS transistor Q4 is connected to the drain terminal of the PMOS transistor Q2 and the output terminal OUT.

本実施の形態は、第1の実施の形態の電流制限部I1の具体例として第1のNMOSトランジスタQ4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、第2のPMOSトランジスタQ1,Q2と第1のNMOSトランジスタQ4とを流れる貫通電流を、第1のNMOSトランジスタQ4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 Q4 is used as a specific example of the current limiting unit I1 of the first embodiment. In the present embodiment, the through current flowing through the first and second PMOS transistors Q1 and Q2 and the first NMOS transistor Q4 when the voltage at the input terminal IN is an intermediate potential between the power supply potential VDD and the ground potential, The magnitude of the leakage current of the first NMOS transistor Q4 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、第2のPMOSトランジスタQ2と、第3のPMOSトランジスタQ3と、ゲート端子が固定電位端子REFに接続され、ソース端子が接地電位に接続され、ドレイン端子が第2のPMOSトランジスタQ2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Q5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 second PMOS transistor Q2, the third PMOS transistor Q3, the gate terminal is connected to the fixed potential terminal REF, and the source terminal is set to the ground potential. The first NMOS transistor Q5 is connected and has a drain terminal connected to the drain terminal of the second PMOS transistor Q2 and the output terminal OUT.

本実施の形態は、第2の実施の形態と同様、第1の実施の形態の具体例であり、電流制限部I1として第1のNMOSトランジスタQ5を用い、この第1のNMOSトランジスタQ5のゲート端子に固定電位を入力した構成を用いている。
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Q5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流制限部に流れる電流を大きくすることができるため、出力端子OUTの電圧の遷移を高速化することができ、閾値処理を高速に行うことができる。
As in the second embodiment, this embodiment is a specific example of the first embodiment. The first NMOS transistor Q5 is used as the current limiting unit I1, and the gate of the first NMOS transistor Q5. A configuration in which a fixed potential is input to the terminal is used.
In the present embodiment, the voltage of the fixed potential terminal REF, that is, the gate voltage of the first NMOS transistor Q5 constituting the current limiting unit is arbitrarily adjusted 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, the current flowing through the current limiting unit can be increased compared to the second embodiment by setting the current of the current limiting unit to about sub-microamperes. Can be speeded up, and 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、第2のPMOSトランジスタQ2と、第3のPMOSトランジスタQ3と、第1の端子が第2のPMOSトランジスタQ2のドレイン端子および出力端子OUTに接続され、第2の端子が接地電位に接続され、電流制御端子が入力端子IN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.
The threshold circuit of the present embodiment includes a first PMOS transistor Q1, a second PMOS transistor Q2, a third PMOS transistor Q3, and a first terminal that is a drain terminal and an output terminal of the second PMOS transistor Q2. The current limiter I2 is connected to the OUT, the second terminal is connected to the ground potential, and the current control terminal is connected to the input terminal IN.

本実施の形態は、電流制限部I2の電流を入力端子INの電圧により制御し、入力端子INの電圧の上昇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、第2のPMOSトランジスタQ1,Q2がオフ状態に近づくまでは電流制限部I2の電流を第1の実施の形態と同等の例えば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、第2のPMOSトランジスタQ1,Q2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、出力端子OUTの電圧の遷移を高速化することができ、閾値処理を高速に行うことができる。
In the present embodiment, the current of the current limiting unit I2 is controlled by the voltage of the input terminal IN, and the current of the current limiting unit I2 increases as the voltage of the input terminal IN increases. And different.
In the present embodiment, the current of the current limiting unit I2 is equal to that in the first embodiment until the voltage at the input terminal IN rises and the first and second PMOS transistors Q1 and Q2 approach the off state. The current of the current limiting unit I2 when the voltage at the input terminal IN is sufficiently high and the first and second PMOS transistors Q1 and Q2 are turned off is sub-microampere. By making it larger than this, the transition of the voltage at the output terminal OUT can be speeded up while maintaining the effect of reducing the through current of the first embodiment, and the threshold processing can be performed at high speed.

[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、第2のPMOSトランジスタQ2と、第3のPMOSトランジスタQ3と、ドレイン端子が第2のPMOSトランジスタQ2のドレイン端子および出力端子OUTに接続され、ソース端子が接地電位に接続された第1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入力端子INに接続され、ソース端子が第1のNMOSトランジスタQ6のゲート端子に接続された第2のNMOSトランジスタQ7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 second PMOS transistor Q2, the third PMOS transistor Q3, and the drain terminal are connected to the drain terminal and the output terminal OUT of the second PMOS transistor Q2. A first NMOS transistor Q6 having a source terminal connected to the ground potential, a gate terminal and a drain terminal connected to the input terminal IN, and a source terminal connected to the gate terminal of the first NMOS transistor Q6; 2 NMOS transistors Q7.

本実施の形態は、第4の実施の形態の具体例であり、電流制限部I2を第1のNMOSトランジスタQ6と第2のNMOSトランジスタQ7とから構成し、ダイオード接続した第2のNMOSトランジスタQ7を介して入力端子INの電圧を第1のNMOSトランジスタQ6のゲート端子に与えるものである。本実施の形態では、入力端子INの電圧からNMOSトランジスタの閾値電圧分降下した電圧により第1のNMOSトランジスタQ6の電流が制御される。   This embodiment is a specific example of the fourth embodiment, and the current limiting unit I2 includes a first NMOS transistor Q6 and a second NMOS transistor Q7, and a diode-connected second NMOS transistor Q7. The voltage of the input terminal IN is applied to the gate terminal of the first NMOS transistor Q6 via In the present embodiment, the current of the first NMOS transistor Q6 is controlled by a voltage that is dropped from the voltage of the input terminal IN by the threshold voltage of the NMOS transistor.

本実施の形態の動作について説明する。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、第1、第2のPMOSトランジスタQ1,Q2はオン状態となるが、第1のNMOSトランジスタQ6はオフ状態となる。このとき、電流制限部の電流は第1のNMOSトランジスタQ6のリーク電流に設定されることになる。
そして、入力端子INの電圧がLowからHighへ上昇すると、第1、第2のPMOSトランジスタQ1,Q2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。入力端子INの電圧が上昇するにつれて第1のNMOSトランジスタQ6のゲート電圧が上昇し、第1のNMOSトランジスタQ6の電流が増加する。本実施の形態の効果は第4の実施の形態と同様である。
The operation of this embodiment will be described. As described in the first embodiment, when the voltage at the input terminal IN is Low, the first and second PMOS transistors Q1 and Q2 are turned on, but the first NMOS transistor Q6 is turned off. . At this time, the current of the current limiting unit is set to the leakage current of the first NMOS transistor Q6.
When the voltage at the input terminal IN increases from Low to High, the first and second PMOS transistors Q1 and Q2 approach the off state, and the voltage at the output terminal OUT decreases from High to Low. As the voltage at the input terminal IN increases, the gate voltage of the first NMOS transistor Q6 increases and the current of the first NMOS transistor Q6 increases. The effect of this embodiment is the same as that of the fourth embodiment.

なお、ダイオード接続した第2のNMOSトランジスタQ7を直列に複数個接続して第2のNMOSトランジスタQ7の数を増やすと、第1のNMOSトランジスタQ6のゲート電圧を下げることができるので、第1のNMOSトランジスタQ6に流れる電流を小さくすることができ、閾値回路の消費電力を低減することができる。   If the number of second NMOS transistors Q7 is increased by connecting a plurality of diode-connected second NMOS transistors Q7 in series, the gate voltage of the first NMOS transistor Q6 can be lowered. The current flowing through the NMOS transistor Q6 can be reduced, and the power consumption of the threshold circuit can be reduced.

[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、第2のPMOSトランジスタQ2と、第3のPMOSトランジスタQ3と、第1のNMOSトランジスタQ6と、ゲート端子が入力端子INに接続され、ドレイン端子が電源電位VDDに接続され、ソース端子が第1のNMOSトランジスタQ6のゲート端子に接続された第2のNMOSトランジスタQ8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.
In the threshold circuit of the present embodiment, the first PMOS transistor Q1, the second PMOS transistor Q2, the third PMOS transistor Q3, the first NMOS transistor Q6, and the gate terminal are connected to the input terminal IN. The second NMOS transistor Q8 has a drain terminal connected to the power supply potential VDD and a source terminal connected to the gate terminal of the first NMOS transistor Q6.

本実施の形態は、第2のNMOSトランジスタQ8のドレイン端子を電源電位VDDに接続した点が第5の実施の形態と異なる。閾値回路としての動作は第5の実施の形態と同様である。このように第2のNMOSトランジスタQ8のドレイン端子を電源電位VDDに接続したことにより、第2のNMOSトランジスタQ8のドレイン端子の寄生容量を入力端子INから切り離すことができるため、第5の実施の形態に比べて閾値回路の入力容量を小さくすることができる。   This embodiment is different from the fifth embodiment in that the drain terminal of the second NMOS transistor Q8 is connected to the power supply potential VDD. The operation as a threshold circuit is the same as in the fifth embodiment. By connecting the drain terminal of the second NMOS transistor Q8 to the power supply potential VDD in this way, the parasitic capacitance of the drain terminal of the second NMOS transistor Q8 can be disconnected from the input terminal IN. The input capacitance of the threshold circuit can be reduced as compared with the configuration.

[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、第2のPMOSトランジスタQ2と、第3のPMOSトランジスタQ3と、第1のNMOSトランジスタQ6と、ゲート端子が入力端子INに接続され、ドレイン端子が電源電位VDDに接続された第2のNMOSトランジスタQ8と、ゲート端子およびドレイン端子が第2のNMOSトランジスタQ8のソース端子に接続され、ソース端子が第1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Q9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.
In the threshold circuit of the present embodiment, the first PMOS transistor Q1, the second PMOS transistor Q2, the third PMOS transistor Q3, the first NMOS transistor Q6, and the gate terminal are connected to the input terminal IN. A second NMOS transistor Q8 having a drain terminal connected to the power supply potential VDD, a gate terminal and a drain terminal connected to the source terminal of the second NMOS transistor Q8, and a source terminal connected to the gate terminal of the first NMOS transistor Q6. And a third NMOS transistor Q9 connected to the first NMOS transistor Q9.

本実施の形態は、第2のNMOSトランジスタQ8のソース端子と第1のNMOSトランジスタQ6のゲート端子との間に、ダイオード接続した第3のNMOSトランジスタQ9を挿入した点が第6の実施の形態と異なる。
本実施の形態では、入力端子INの電圧からNMOSトランジスタの閾値電圧の2段分降下した電圧により第1のNMOSトランジスタQ6の電流が制御される。このような構成により、本実施の形態では、第6の実施の形態に比べて、第1のNMOSトランジスタQ6に流れる電流を小さくすることができ、閾値回路の消費電力を低減することができる。
In the sixth embodiment, the third NMOS transistor Q9 connected in a diode connection is inserted between the source terminal of the second NMOS transistor Q8 and the gate terminal of the first NMOS transistor Q6. And different.
In the present embodiment, the current of the first NMOS transistor Q6 is controlled by a voltage that is two stages lower than the threshold voltage of the NMOS transistor from the voltage of the input terminal IN. With this configuration, in the present embodiment, the current flowing through the first NMOS transistor Q6 can be made smaller than in the sixth embodiment, and the power consumption of the threshold circuit can be reduced.

なお、ダイオード接続した第3のNMOSトランジスタQ9を直列に複数個接続して第3のNMOSトランジスタQ9の数を増やすと、第1のNMOSトランジスタQ6のゲート電圧を下げることができるので、第1のNMOSトランジスタQ6に流れる電流をさらに小さくすることができる。   Note that if the number of third NMOS transistors Q9 is increased by connecting a plurality of diode-connected third NMOS transistors Q9 in series, the gate voltage of the first NMOS transistor Q6 can be lowered. The current flowing through the NMOS transistor Q6 can be further reduced.

[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、第2のPMOSトランジスタQ2と、第3のPMOSトランジスタQ3と、第1のNMOSトランジスタQ6と、第2のNMOSトランジスタQ8と、第3のNMOSトランジスタQ9と、第1の端子が第1のNMOSトランジスタQ6のゲート端子と第3のNMOSトランジスタQ9のソース端子との接続点に接続され、第2の端子が接地電位に接続され、制御端子が初期化端子RSTに接続されたスイッチSW1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 of the present embodiment includes a first PMOS transistor Q1, a second PMOS transistor Q2, a third PMOS transistor Q3, a first NMOS transistor Q6, a second NMOS transistor Q8, 3 NMOS transistor Q9, the first terminal is connected to the connection point between the gate terminal of the first NMOS transistor Q6 and the source terminal of the third NMOS transistor Q9, the second terminal is connected to the ground potential, The control terminal is composed of a switch SW1 connected to the initialization terminal RST.

本実施の形態は、第1のNMOSトランジスタQ6のゲート端子の電圧を初期化するスイッチSW1を備える点が第7の実施の形態と異なる。
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Q6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Q6がオフ状態となる。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。以後の動作は、第5〜第7の実施の形態と同様である。
This embodiment is different from the seventh embodiment in that it includes a switch SW1 that initializes the voltage of the gate terminal of the first NMOS transistor Q6.
The operation of this embodiment will be described. When the sensor node is initialized, the switch SW1 is turned on by an initialization signal supplied from the control circuit (not shown) to the initialization terminal RST, the gate terminal of the first NMOS transistor Q6 becomes the ground potential, and the first NMOS transistor Q6 is turned off. Thereafter, the control circuit turns off the switch SW1, and the threshold circuit waits for an input signal. Subsequent operations are the same as those in the fifth to seventh embodiments.

本実施の形態では、第1のNMOSトランジスタQ6のゲート端子の電圧が雑音等により高くなってしまった場合でも、センサノードが初期化される際に第1のNMOSトランジスタQ6のゲート端子を初期化することで、第1のNMOSトランジスタQ6に流れる電流が増加することを防ぐことができる。   In the present embodiment, even when the voltage at the gate terminal of the first NMOS transistor Q6 becomes high due to noise or the like, the gate terminal of the first NMOS transistor Q6 is initialized when the sensor node is initialized. By doing so, it is possible to prevent an increase in the current flowing through the first NMOS transistor Q6.

なお、第1〜第8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 eighth 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,Q2,Q3…PMOSトランジスタ、Q4,Q5,Q6,Q7,Q8,Q9…NMOSトランジスタ、I1,I2…電流制限部、SW1…スイッチ、IN…入力端子、OUT…出力端子、RST…初期化端子。   Q1, Q2, Q3 ... PMOS transistor, Q4, Q5, Q6, Q7, Q8, Q9 ... NMOS transistor, I1, I2 ... Current limiting unit, SW1 ... Switch, IN ... Input terminal, OUT ... Output terminal, RST ... Initialization Terminal.

Claims (5)

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た第1の第1極性トランジスタと、
ゲート端子が前記入力端子に接続され、ソース端子が前記第1の第1極性トランジスタのドレイン端子に接続され、ドレイン端子が出力端子に接続された第2の第1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、ソース端子が前記第1の第1極性トランジスタのドレイン端子と前記第2の第1極性トランジスタのソース端子との接続点に接続され、ドレイン端子が第2の共通電位に接続された第3の第1極性トランジスタと、
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を備え
前記電流制限部は、前記入力端子の電圧に基づいて制御され、前記入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。
A first first polarity transistor having a gate terminal connected to the input terminal and a source terminal connected to a first common potential;
A second first polarity transistor having a gate terminal connected to the input terminal, a source terminal connected to the drain terminal of the first first polarity transistor, and a drain terminal connected to the output terminal;
A gate terminal is connected to the output terminal, a source terminal is connected to a connection point between the drain terminal of the first first polarity transistor and the source terminal of the second first polarity transistor, and the drain terminal is a second terminal. A third first polarity transistor connected to a common potential;
A first terminal connected to the output terminal; a second terminal connected to the second common potential; and a current limiting unit configured to limit a current flowing from the first terminal to the second terminal. ,
The current limiting unit is controlled based on a voltage of the input terminal, and increases a current value from a picoampere level to a microampere level according to a voltage change of the input 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、
ゲート端子およびドレイン端子が前記入力端子に接続され、ソース端子が前記第1の第2極性トランジスタのゲート端子に接続された1以上の第2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 1 , wherein
The current limiting unit is
A first second polarity transistor having a drain terminal connected to the output terminal and a source terminal connected to the second common potential;
One or more second second polarity transistors having a gate terminal and a drain terminal connected to the input terminal and a source terminal connected to a gate terminal of the first second polarity transistor, Threshold circuit.
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、
ゲート端子が前記入力端子に接続され、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 1 , wherein
The current limiting unit is
A first second polarity transistor having a drain terminal connected to the output terminal and a source terminal connected to the second common potential;
And a second second polarity transistor having a gate terminal connected to the input terminal, a drain terminal connected to the first common potential, and a source terminal connected to the gate terminal of the first second polarity transistor. A threshold circuit characterized by comprising.
請求項記載の閾値回路において、
前記電流制限部は、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1の第2極性トランジスタのゲート端子との間に挿入され、ゲート端子および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1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極性トランジスタを備えることを特徴とする閾値回路。
The threshold circuit according to claim 3 , wherein
The current limiting unit is further inserted between a source terminal of the second second polarity transistor and a gate terminal of the first second polarity transistor, and a gate terminal and a drain terminal are the second second terminal. A threshold circuit comprising: one or more third second polarity transistors connected to a source terminal of a polarity transistor, the source terminal being connected to a gate terminal of the first second 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、
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 any one of claims 2 to 4 ,
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.
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