JPH0325091B2 - - Google Patents
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- JPH0325091B2 JPH0325091B2 JP60106207A JP10620785A JPH0325091B2 JP H0325091 B2 JPH0325091 B2 JP H0325091B2 JP 60106207 A JP60106207 A JP 60106207A JP 10620785 A JP10620785 A JP 10620785A JP H0325091 B2 JPH0325091 B2 JP H0325091B2
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- insulated gate
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- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/0038—Circuits for comparing several input signals and for indicating the result of this comparison, e.g. equal, different, greater, smaller (comparing pulses or pulse trains according to amplitude)
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C7/00—Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
- G11C7/06—Sense amplifiers; Associated circuits, e.g. timing or triggering circuits
- G11C7/065—Differential amplifiers of latching type
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
- H03K3/353—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of field-effect transistors with internal or external positive feedback
- H03K3/356—Bistable circuits
- H03K3/356017—Bistable circuits using additional transistors in the input circuit
- H03K3/356052—Bistable circuits using additional transistors in the input circuit using pass gates
- H03K3/35606—Bistable circuits using additional transistors in the input circuit using pass gates with synchronous operation
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
- H03K3/353—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of field-effect transistors with internal or external positive feedback
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- H03K3/356086—Bistable circuits with additional means for controlling the main nodes
- H03K3/356095—Bistable circuits with additional means for controlling the main nodes with synchronous operation
-
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- H03K3/353—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of field-effect transistors with internal or external positive feedback
- H03K3/356—Bistable circuits
- H03K3/356104—Bistable circuits using complementary field-effect transistors
- H03K3/356113—Bistable circuits using complementary field-effect transistors using additional transistors in the input circuit
- H03K3/356147—Bistable circuits using complementary field-effect transistors using additional transistors in the input circuit using pass gates
- H03K3/356156—Bistable circuits using complementary field-effect transistors using additional transistors in the input circuit using pass gates with synchronous operation
-
- H—ELECTRICITY
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- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
- H03K5/22—Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral
- H03K5/24—Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral the characteristic being amplitude
- H03K5/2472—Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral the characteristic being amplitude using field effect transistors
- H03K5/249—Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral the characteristic being amplitude using field effect transistors using clock signals
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Manipulation Of Pulses (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Static Random-Access Memory (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、一般に電圧比較器、特に一対の電圧
を同時に比較する差動比較器に関する。電圧比較
器はアナログ―デイジタル変換器のような電子装
置に使用され、2つの電圧信号を比較して、一方
の信号が他方の信号より大きい時、一方の値の出
力を発生し、一方の信号が他方の信号より小さい
時、他の値の出力を発生するものである。
を同時に比較する差動比較器に関する。電圧比較
器はアナログ―デイジタル変換器のような電子装
置に使用され、2つの電圧信号を比較して、一方
の信号が他方の信号より大きい時、一方の値の出
力を発生し、一方の信号が他方の信号より小さい
時、他の値の出力を発生するものである。
本発明の目的は、高速で高感度な差動比較器を
提供することにある。
提供することにある。
本発明の他の目的は、供給電圧の全範囲にわた
る入力信号に応答する差動比較器を提供すること
にある。
る入力信号に応答する差動比較器を提供すること
にある。
本発明の他の目的は、オフセツト電圧の低い差
動比較器を提供することにある。
動比較器を提供することにある。
本発明の他の目的は、トランジスタの数を最少
にした差動比較器を提供することにある。
にした差動比較器を提供することにある。
本発明を実施する一態様においては、第1の電
圧供給端子、第2の電圧供給端子、第1の出力
点、第2の出力点、第1の電流源および第2の電
流源が設けられる。第1の電流源は第1の電圧供
給端子と第1の出力点との間に接続される。第2
の電流源は第1の電圧供給端子と第2の出力点と
の間に接続される。実質的に同じ容量を有する第
1のコンデンサおよび第2のコンデンサが設けら
れる。第1のコンデンサは第1の出力点と第2の
電圧供給端子との間に接続される。第2のコンデ
ンサは第2の出力点と第2の電圧供給端子との間
に接続される。一方の導電型のチヤンネルを有す
る実質的に同じ構造を有する第1および第2の絶
縁ゲート型電界効果トランジスタが設けられる。
第1の絶縁ゲート型電界効果トランジスタのチヤ
ンネルは第1の出力点と第2の電圧供給端子との
間に接続される。第2の絶縁ゲート型電界効果ト
ランジスタのチヤンネルは第2の出力点と第2の
電圧供給端子との間に接続される。第1の絶縁ゲ
ート型電界効果トランジスタのゲートは第2の出
力点に接続される。第2の絶縁ゲート型電界効果
トランジスタのゲートは第1の出力点に接続され
る。
圧供給端子、第2の電圧供給端子、第1の出力
点、第2の出力点、第1の電流源および第2の電
流源が設けられる。第1の電流源は第1の電圧供
給端子と第1の出力点との間に接続される。第2
の電流源は第1の電圧供給端子と第2の出力点と
の間に接続される。実質的に同じ容量を有する第
1のコンデンサおよび第2のコンデンサが設けら
れる。第1のコンデンサは第1の出力点と第2の
電圧供給端子との間に接続される。第2のコンデ
ンサは第2の出力点と第2の電圧供給端子との間
に接続される。一方の導電型のチヤンネルを有す
る実質的に同じ構造を有する第1および第2の絶
縁ゲート型電界効果トランジスタが設けられる。
第1の絶縁ゲート型電界効果トランジスタのチヤ
ンネルは第1の出力点と第2の電圧供給端子との
間に接続される。第2の絶縁ゲート型電界効果ト
ランジスタのチヤンネルは第2の出力点と第2の
電圧供給端子との間に接続される。第1の絶縁ゲ
ート型電界効果トランジスタのゲートは第2の出
力点に接続される。第2の絶縁ゲート型電界効果
トランジスタのゲートは第1の出力点に接続され
る。
第1の一方向電圧が第1および第2の電圧供給
端子間に供給される。第1のスイツチング手段が
第1の出力点を第2の電圧供給端子に第1の期間
の間接続するために設けられ、これにより第1の
出力点の電位は前記第1の期間の間ほぼ第2の電
圧供給端子の電位に設定される。第2のスイツチ
ング手段が第2の出力点を第2の電圧供給端子に
前記第1の期間の間接続するために設けられ、こ
れにより第2の出力点の電位は前記第1の期間の
間ほぼ第2の電圧供給端子の電位に設定される。
実質的に同じ容量を有する第3のコンデンサおよ
び第4のコンデンサが設けられる。第3のコンデ
ンサの容量は第1のコンデンサの容量に匹敵し得
る。
端子間に供給される。第1のスイツチング手段が
第1の出力点を第2の電圧供給端子に第1の期間
の間接続するために設けられ、これにより第1の
出力点の電位は前記第1の期間の間ほぼ第2の電
圧供給端子の電位に設定される。第2のスイツチ
ング手段が第2の出力点を第2の電圧供給端子に
前記第1の期間の間接続するために設けられ、こ
れにより第2の出力点の電位は前記第1の期間の
間ほぼ第2の電圧供給端子の電位に設定される。
実質的に同じ容量を有する第3のコンデンサおよ
び第4のコンデンサが設けられる。第3のコンデ
ンサの容量は第1のコンデンサの容量に匹敵し得
る。
第1の信号電圧が供給される。また、第1の信
号電圧より低い第2の信号電圧が供給される。第
3のスイツチング手段が前記第1の期間の間第3
のコンデンサを第1の信号電圧に充電するために
設けられている。第4のスイツチング手段が前記
第1の期間の間第4のコンデンサを第2の信号電
圧に充電するために設けられている。第5のスイ
ツチング手段が前記第1の期間の終りにおいて第
3のコンデンサを第1のコンデンサに並列に接続
するために設けられている。第6のスイツチング
手段が前記第1の期間の終りにおいて第4のコン
デンサを第2のコンデンサに並列に接続するため
に設けられている。
号電圧より低い第2の信号電圧が供給される。第
3のスイツチング手段が前記第1の期間の間第3
のコンデンサを第1の信号電圧に充電するために
設けられている。第4のスイツチング手段が前記
第1の期間の間第4のコンデンサを第2の信号電
圧に充電するために設けられている。第5のスイ
ツチング手段が前記第1の期間の終りにおいて第
3のコンデンサを第1のコンデンサに並列に接続
するために設けられている。第6のスイツチング
手段が前記第1の期間の終りにおいて第4のコン
デンサを第2のコンデンサに並列に接続するため
に設けられている。
以上のことから、第1の期間の終りにおいて、
第1および第2のコンデンサ、従つて第1および
第2のトランジスタのゲートは第1および第2の
電流源を介して充電され、このため第2のトラン
ジスタのゲートに現われる初期電圧が第1のトラ
ンジスタのゲートの電圧よりも大きくなつた時、
第2のトランジスタは導通状態になり、そして第
2の出力点の電圧が第1トランジスタのゲートに
帰還されるので、第1のトランジスタは非導通状
態に留まる。
第1および第2のコンデンサ、従つて第1および
第2のトランジスタのゲートは第1および第2の
電流源を介して充電され、このため第2のトラン
ジスタのゲートに現われる初期電圧が第1のトラ
ンジスタのゲートの電圧よりも大きくなつた時、
第2のトランジスタは導通状態になり、そして第
2の出力点の電圧が第1トランジスタのゲートに
帰還されるので、第1のトランジスタは非導通状
態に留まる。
本発明の新規な特徴は特許請求の範囲に具体的
に記載されている。本発明自身は、他の目的およ
び利点とともに、構成および動作の方法に関する
図面を参照した以下のの説明から最も良く理解さ
れることであろう。
に記載されている。本発明自身は、他の目的およ
び利点とともに、構成および動作の方法に関する
図面を参照した以下のの説明から最も良く理解さ
れることであろう。
まず、第1図の回路図を参照すると、本発明の
自己ラツチ式差動比較器が示されている。この比
較器10は第1および第2の入力端子11および
12、第1および第2の出力点13および14、
ならびに第1および第2の電圧供給端子15およ
び16を有している。また、比較器10はPチヤ
ンネル形絶縁ゲート型電界効果トランジスタ21
および22、およびNチヤンネル絶縁ゲート型電
界効果トランジスタ23乃至26を有している。
Pチヤンネル形トランジスタ21はソース21
a、ドレイン21bおよびゲート21cを有して
いる。Pチヤンネル形トランジスタ22はソース
22a、ドレイン22bおよびゲート22cを有
している。Nチヤンネル形トランジスタ23はソ
ース23a、ドレイン23bおよびゲート23c
を有している。Nチヤンネル形トランジスタ24
はソース24a、ドレイン24bおよびゲート2
4cを有している。Nチヤンネル形トランジスタ
25はソース25aドレイン25bおよびゲート
25cを有している。Nチヤンネル形トランジス
タ26はソース26a、ドレイン26bおよびゲ
ート26cを有している。Pチヤンネル形トラン
ジスタ21および22のソース21aおよび22
aは第1の電圧供給端子15に接続されている。
Pチヤンネル形トランジスタ21および22のド
レイン21bおよび22bはそれぞれ出力点13
および14に接続されている。Nチヤンネル形ト
ランジスタ23および24のドレイン23bおよ
び24bはそれぞれ出力点13および14に接続
されている。Nチヤンネル形トランジスタ23お
よび24のソース23aおよび24aはアースに
接続されている第2の電圧供給端子16に接続さ
れている。Pチヤンネル形トランジスタ21およ
び22のゲート21cおよび22cはアースに接
続されている。Nチヤンネル形トランジスタ23
のゲート23cは出力点14に接続されている。
Nチヤンネル形トランジスタ24のゲート24c
は出力点13に接続されている。Nチヤンネル形
トランジスタ25および26のドレイン25bお
よび26bはそれぞれ出力点13および14に接
続されている。Nチヤンネル形トランジスタ25
および26のソース25aおよび26aは電圧供
給端子16に接続されている。Nチヤンネル形ト
ランジスタ25および26のゲート25cおよび
26cは端子28に接続されている。
自己ラツチ式差動比較器が示されている。この比
較器10は第1および第2の入力端子11および
12、第1および第2の出力点13および14、
ならびに第1および第2の電圧供給端子15およ
び16を有している。また、比較器10はPチヤ
ンネル形絶縁ゲート型電界効果トランジスタ21
および22、およびNチヤンネル絶縁ゲート型電
界効果トランジスタ23乃至26を有している。
Pチヤンネル形トランジスタ21はソース21
a、ドレイン21bおよびゲート21cを有して
いる。Pチヤンネル形トランジスタ22はソース
22a、ドレイン22bおよびゲート22cを有
している。Nチヤンネル形トランジスタ23はソ
ース23a、ドレイン23bおよびゲート23c
を有している。Nチヤンネル形トランジスタ24
はソース24a、ドレイン24bおよびゲート2
4cを有している。Nチヤンネル形トランジスタ
25はソース25aドレイン25bおよびゲート
25cを有している。Nチヤンネル形トランジス
タ26はソース26a、ドレイン26bおよびゲ
ート26cを有している。Pチヤンネル形トラン
ジスタ21および22のソース21aおよび22
aは第1の電圧供給端子15に接続されている。
Pチヤンネル形トランジスタ21および22のド
レイン21bおよび22bはそれぞれ出力点13
および14に接続されている。Nチヤンネル形ト
ランジスタ23および24のドレイン23bおよ
び24bはそれぞれ出力点13および14に接続
されている。Nチヤンネル形トランジスタ23お
よび24のソース23aおよび24aはアースに
接続されている第2の電圧供給端子16に接続さ
れている。Pチヤンネル形トランジスタ21およ
び22のゲート21cおよび22cはアースに接
続されている。Nチヤンネル形トランジスタ23
のゲート23cは出力点14に接続されている。
Nチヤンネル形トランジスタ24のゲート24c
は出力点13に接続されている。Nチヤンネル形
トランジスタ25および26のドレイン25bお
よび26bはそれぞれ出力点13および14に接
続されている。Nチヤンネル形トランジスタ25
および26のソース25aおよび26aは電圧供
給端子16に接続されている。Nチヤンネル形ト
ランジスタ25および26のゲート25cおよび
26cは端子28に接続されている。
比較器10はまたスイツチング回路31,3
2,33および34を有する。スイツチング回路
31は主電極(ソースおよびドレイン)41aお
よび41bならびにゲート41cを有するNチヤ
ンネル形トランジスタ41と、主電極42aおよ
び42bならびにゲート42cを有するPチヤン
ネル形トランジスタ42とを有する。スイツチン
グ回路32は主電極43aおよび43bならびに
ゲート43cを有するNチヤンネル形トランジス
タ43と、主電極44aおよび44bならびにゲ
ート44cを有するPチヤンネル形トランジスタ
44とを有する。電極41aおよび42aは入力
端子11に接続されている。電極41b,42
b,43aおよび44aは相互に接続されて、接
続点49を構成している。電極43bおよび44
bは出力点13に接続されている。ゲート41
c,42c,43cび44cはそれぞれ端子4
5,46,47および48に接続されている。
2,33および34を有する。スイツチング回路
31は主電極(ソースおよびドレイン)41aお
よび41bならびにゲート41cを有するNチヤ
ンネル形トランジスタ41と、主電極42aおよ
び42bならびにゲート42cを有するPチヤン
ネル形トランジスタ42とを有する。スイツチン
グ回路32は主電極43aおよび43bならびに
ゲート43cを有するNチヤンネル形トランジス
タ43と、主電極44aおよび44bならびにゲ
ート44cを有するPチヤンネル形トランジスタ
44とを有する。電極41aおよび42aは入力
端子11に接続されている。電極41b,42
b,43aおよび44aは相互に接続されて、接
続点49を構成している。電極43bおよび44
bは出力点13に接続されている。ゲート41
c,42c,43cび44cはそれぞれ端子4
5,46,47および48に接続されている。
スイツチング回路33は主電極51aおよび5
1bならびにゲート51cを有するNチヤンネル
形トランジスタ51と、主電極52aおよび52
bならびにゲート52cを有するPチヤンネル形
トランジスタ52とを有する。スイツチング回路
34は主電極53aおよび53bならびにゲート
53cを有するNチヤンネル形トランジスタ53
と、主電極54aおよび54bならびにゲート5
4cを有するPチヤンネル形トランジスタ54と
を有する。電極51aおよび52aは第2の入力
端子12に接続されている。電極51b,52
b,53aおよび54aは相互に接続されて、接
続点59を構成している。電極53bおよび54
bは第2の出力端子14に接続されている。ゲー
ト51c,52c,53cおよび54cはそれぞ
れ端子55,56,57および58に接続されて
いる。
1bならびにゲート51cを有するNチヤンネル
形トランジスタ51と、主電極52aおよび52
bならびにゲート52cを有するPチヤンネル形
トランジスタ52とを有する。スイツチング回路
34は主電極53aおよび53bならびにゲート
53cを有するNチヤンネル形トランジスタ53
と、主電極54aおよび54bならびにゲート5
4cを有するPチヤンネル形トランジスタ54と
を有する。電極51aおよび52aは第2の入力
端子12に接続されている。電極51b,52
b,53aおよび54aは相互に接続されて、接
続点59を構成している。電極53bおよび54
bは第2の出力端子14に接続されている。ゲー
ト51c,52c,53cおよび54cはそれぞ
れ端子55,56,57および58に接続されて
いる。
第1のコンデンサ61が第1の出力点13とア
ースとの間に接続されている。第2のコンデンサ
62が第2の出力点14とアースとの間に接続さ
れている。コンデンサ61および62の容量は実
質的に同じである。第3コンデンサ63が接続点
49とアースとの間に接続されている。第4のコ
ンデンサ64が接続点59とアースとの間に接続
されている。コンデンサ63および64の容量は
実質的に同じである。第3のコンデンサ63の容
量は第1のコンデンサの容量に匹敵し得るもので
ある。集積回路構成の場合には、コンデンサ6
1,62,63および64は少なくとも一部が寄
生容量からなる。この場合、コンデンサ61の容
量は電極21b,23b,25b,43b,44
bおよび24cならびに関連する導体のアースに
対する容量に対応するものである。コンデンサ6
2の容量は電極22b,24b,26b,53
b,54bおよび23cならびに関連する導体の
アースに対する容量に対応するものである。コン
デンサ63の容量は電極43a,44a,41b
および42bならびに関連する導体のアースに対
する容量に対応するものである。コンデンサ64
の容量は電極53a,54a,51b,52bな
らびに関連する導体のアースに対する容量に対応
するものである。コンデンサ61,62,63,
64は所望により特にコンデンサを追加して値を
増大することができる。
ースとの間に接続されている。第2のコンデンサ
62が第2の出力点14とアースとの間に接続さ
れている。コンデンサ61および62の容量は実
質的に同じである。第3コンデンサ63が接続点
49とアースとの間に接続されている。第4のコ
ンデンサ64が接続点59とアースとの間に接続
されている。コンデンサ63および64の容量は
実質的に同じである。第3のコンデンサ63の容
量は第1のコンデンサの容量に匹敵し得るもので
ある。集積回路構成の場合には、コンデンサ6
1,62,63および64は少なくとも一部が寄
生容量からなる。この場合、コンデンサ61の容
量は電極21b,23b,25b,43b,44
bおよび24cならびに関連する導体のアースに
対する容量に対応するものである。コンデンサ6
2の容量は電極22b,24b,26b,53
b,54bおよび23cならびに関連する導体の
アースに対する容量に対応するものである。コン
デンサ63の容量は電極43a,44a,41b
および42bならびに関連する導体のアースに対
する容量に対応するものである。コンデンサ64
の容量は電極53a,54a,51b,52bな
らびに関連する導体のアースに対する容量に対応
するものである。コンデンサ61,62,63,
64は所望により特にコンデンサを追加して値を
増大することができる。
次に、第2A図乃至の第2E図の波形図を参照
して、第1図の回路の1サイクルの動作を説明す
る。第2A図のクロツク電圧φ1は端子28に供
給される。第2B図のクロツク電圧φ2は端子4
6および56に供給される。第2C図のクロツク
電圧2は端子45および55に供給される第2
D図のクロツク電圧φ3は端子47および57に
供給される。第2E図のクロツク電圧3は端子
48および58に供給される。電圧+VDDが端子
15に供給される。第1の信号電圧V1は端子1
1に供給され、第2の信号電圧V2は端子12に
供給される。こゝで信号電圧V1が信号電圧V2よ
りも大きいものとする。
して、第1図の回路の1サイクルの動作を説明す
る。第2A図のクロツク電圧φ1は端子28に供
給される。第2B図のクロツク電圧φ2は端子4
6および56に供給される。第2C図のクロツク
電圧2は端子45および55に供給される第2
D図のクロツク電圧φ3は端子47および57に
供給される。第2E図のクロツク電圧3は端子
48および58に供給される。電圧+VDDが端子
15に供給される。第1の信号電圧V1は端子1
1に供給され、第2の信号電圧V2は端子12に
供給される。こゝで信号電圧V1が信号電圧V2よ
りも大きいものとする。
第1の期間(時点t0乃至t1)の間においては、
トランジスタ25および26の各ゲート25cお
よび26cに供給される電圧φ1によりトランジ
スタ25および26は導通状態になり、第1およ
び第2の出力点13および14をほぼ電圧供給端
子16の電圧に低下させる。また、第1の期間す
なわち時点t0乃至t1の間、トランジスタ42およ
び41の各ゲートに供給されるクロツク電圧φ2
および2によりトランジスタ42および41は
導通状態になり、これによりコンデンサ63、従
つて接続点49を電圧V1に充電する。また、時
点t0乃至t1の間、トランジスタ52および51の
各ゲートに供給されるクロツク電圧φ2および2
によりトランジスタ52および51は導通状態に
なり、コンデンサ64、従つて接続点59を電圧
V2に充電する。
トランジスタ25および26の各ゲート25cお
よび26cに供給される電圧φ1によりトランジ
スタ25および26は導通状態になり、第1およ
び第2の出力点13および14をほぼ電圧供給端
子16の電圧に低下させる。また、第1の期間す
なわち時点t0乃至t1の間、トランジスタ42およ
び41の各ゲートに供給されるクロツク電圧φ2
および2によりトランジスタ42および41は
導通状態になり、これによりコンデンサ63、従
つて接続点49を電圧V1に充電する。また、時
点t0乃至t1の間、トランジスタ52および51の
各ゲートに供給されるクロツク電圧φ2および2
によりトランジスタ52および51は導通状態に
なり、コンデンサ64、従つて接続点59を電圧
V2に充電する。
第2の期間すなわち時点t1乃至t2の間、トラン
ジスタ42および41の各ゲートに供給される電
圧φ2および2によりトランジスタ42および4
1は非導通状態になる。また、時点t1乃至t2の
間、トランジスタ52および51の各ゲートに供
給される電圧φ2および2によりトランジスタ5
2および51は非導通状態にある。このとき、電
圧V1に対応する電荷がコンデンサ63に蓄積さ
れ、電圧V2に対応する電荷がコンデンサ64に
蓄積されている。また、時点t1乃至t2の間、トラ
ンジスタ43および44はそれぞれのゲートに電
圧φ3および3が供給されることにより導通状態
になり、コンデンサ63に蓄積されていた電荷を
コンデンサ61に流入させる。また、時点t1乃至
t2の間、トランジスタ53および54はそれぞれ
のゲートに電圧φ3および3が供給されることに
より導通状態になり、コンデンサ64に蓄積され
ている電荷をコンデンサ62に流入させる。信号
電圧V1が信号電圧V2より大きい場合、接続点1
4に生じる電圧より大きな電圧が接続点13に生
じる。今、スイツチ25および26が開放してい
る場合には、コンデンサ61および62は、電流
源として機能するPチヤンネル形トランジスタ2
1および22を介してそれぞれ充電される。この
充電動作において、接続点13に現われているト
ランジスタ24のゲートの電位は接続点14に現
われているトランジスタ23のゲートの電位より
大きいので、トランジスタ24が最初にオンにな
り、これにより接続点14およびトランジスタ2
3のゲートの電位を低下させ、コンデンサ61、
従つて接続点13をPチヤンネル形トランジスタ
21を介しててほぼ電圧供給端子15の電位+
VDDまで急速に充電する。出力点14からトラン
ジスタ23のゲートへの帰還はトランジスタ23
をオフ状態に維持する。接続点13からトランジ
スタ24のゲートへの帰還はトランジスタ24を
急速にオン状態にする。従つて、この回路は信号
電圧V1が信号電圧V2より大きいことを指示する
ことになる。信号電圧V1が信号電圧V2より小さ
い場合には、出力点14はほぼ電位+VDDまで充
電され、出力点13はほぼアース電位に維持され
る。
ジスタ42および41の各ゲートに供給される電
圧φ2および2によりトランジスタ42および4
1は非導通状態になる。また、時点t1乃至t2の
間、トランジスタ52および51の各ゲートに供
給される電圧φ2および2によりトランジスタ5
2および51は非導通状態にある。このとき、電
圧V1に対応する電荷がコンデンサ63に蓄積さ
れ、電圧V2に対応する電荷がコンデンサ64に
蓄積されている。また、時点t1乃至t2の間、トラ
ンジスタ43および44はそれぞれのゲートに電
圧φ3および3が供給されることにより導通状態
になり、コンデンサ63に蓄積されていた電荷を
コンデンサ61に流入させる。また、時点t1乃至
t2の間、トランジスタ53および54はそれぞれ
のゲートに電圧φ3および3が供給されることに
より導通状態になり、コンデンサ64に蓄積され
ている電荷をコンデンサ62に流入させる。信号
電圧V1が信号電圧V2より大きい場合、接続点1
4に生じる電圧より大きな電圧が接続点13に生
じる。今、スイツチ25および26が開放してい
る場合には、コンデンサ61および62は、電流
源として機能するPチヤンネル形トランジスタ2
1および22を介してそれぞれ充電される。この
充電動作において、接続点13に現われているト
ランジスタ24のゲートの電位は接続点14に現
われているトランジスタ23のゲートの電位より
大きいので、トランジスタ24が最初にオンにな
り、これにより接続点14およびトランジスタ2
3のゲートの電位を低下させ、コンデンサ61、
従つて接続点13をPチヤンネル形トランジスタ
21を介しててほぼ電圧供給端子15の電位+
VDDまで急速に充電する。出力点14からトラン
ジスタ23のゲートへの帰還はトランジスタ23
をオフ状態に維持する。接続点13からトランジ
スタ24のゲートへの帰還はトランジスタ24を
急速にオン状態にする。従つて、この回路は信号
電圧V1が信号電圧V2より大きいことを指示する
ことになる。信号電圧V1が信号電圧V2より小さ
い場合には、出力点14はほぼ電位+VDDまで充
電され、出力点13はほぼアース電位に維持され
る。
第3の期間すなわち時点t2乃至t3の間では、接
続点13の信号はインバータ66を通過して記憶
回路67のような利用回路に供給され、記憶回路
にこの情報が1ビツトのデイジタルワードとして
記憶される。接続点14の信号は接続点13の信
号の相補信号であり、インバータ69に供給され
て相補出力を得ることができる。
続点13の信号はインバータ66を通過して記憶
回路67のような利用回路に供給され、記憶回路
にこの情報が1ビツトのデイジタルワードとして
記憶される。接続点14の信号は接続点13の信
号の相補信号であり、インバータ69に供給され
て相補出力を得ることができる。
この比較器は逐次近似型アナログ―デイジタル
変換器に使用することができる。このような用途
においては、電圧V1はアナログ信号のサンプル
値を表わし、電圧V2は、例えば1/2VDD、(1/
2±1/4)VDD、(1/4±1/8)VDD等のよ
うな相次ぐ値を持つ基準値を表わす。電圧V1と
電圧V2の相次ぐ基準値との比較により、アナロ
グ信号のサンプル値を表わすデイジタルワードの
相次ぐビツトに変換することのできる相次ぐ出力
が発生される。
変換器に使用することができる。このような用途
においては、電圧V1はアナログ信号のサンプル
値を表わし、電圧V2は、例えば1/2VDD、(1/
2±1/4)VDD、(1/4±1/8)VDD等のよ
うな相次ぐ値を持つ基準値を表わす。電圧V1と
電圧V2の相次ぐ基準値との比較により、アナロ
グ信号のサンプル値を表わすデイジタルワードの
相次ぐビツトに変換することのできる相次ぐ出力
が発生される。
本発明による比較器を回路図で示したが、この
回路は本技術分野に専門知識を有するものにとつ
て周知の方法でCMOS技術を使用してシリコン
モノリシツク基板上に容易に集積化できることが
理解されよう。
回路は本技術分野に専門知識を有するものにとつ
て周知の方法でCMOS技術を使用してシリコン
モノリシツク基板上に容易に集積化できることが
理解されよう。
回路の動作においてコンデンサ63に並列に接
続されるコンデンサ61およびコンデンサ64に
並列に接続されるコンデンサ62がその大きさを
低減するので、供給電圧VDDに等しい電圧を比較
することができる。コンデンサ61はコンデンサ
63に大きさにおいて匹敵し、コンデンサ62は
コンデンサ64に大きさにおいて匹敵する。従つ
て、アナログ―デイジタル変換器においては、同
じ電源をそのアナログ回路およびデイジタル回路
に使用することができる。
続されるコンデンサ61およびコンデンサ64に
並列に接続されるコンデンサ62がその大きさを
低減するので、供給電圧VDDに等しい電圧を比較
することができる。コンデンサ61はコンデンサ
63に大きさにおいて匹敵し、コンデンサ62は
コンデンサ64に大きさにおいて匹敵する。従つ
て、アナログ―デイジタル変換器においては、同
じ電源をそのアナログ回路およびデイジタル回路
に使用することができる。
本発明の比較回路は第1図中に示す点線68を
中心として対称的な構成になつている。すなわち
点線68より右側の回路部分は点線より左側の回
路部分と構造的に同じである。例えばトランジス
タ23は構造的にトランジスタ24と同じであ
り、トランジスタ52は構造的にトランジスタ4
2と同じである。集積回路で達成され得る高度な
整合により比較器のオフセツト電圧が非常に低く
なる。
中心として対称的な構成になつている。すなわち
点線68より右側の回路部分は点線より左側の回
路部分と構造的に同じである。例えばトランジス
タ23は構造的にトランジスタ24と同じであ
り、トランジスタ52は構造的にトランジスタ4
2と同じである。集積回路で達成され得る高度な
整合により比較器のオフセツト電圧が非常に低く
なる。
感知接続点49および59へのクロツク電圧の
フイードスルーは最小である。直列の入力スイツ
チ(例えば33および34)は大きさが同じよう
に設計されている。従つて、Nチヤンネル形トラ
ンジスタのフイールドスルーコンデンサは互いに
整合し、Pチヤンネル形トランジスタのフイール
ドスルーコンデンサは互いに整合している。直列
に接続された同じチヤンネル型式のトランジスタ
が反対極性の電圧2およびφ3(又はφ2および3)
によつてクロツクされるので、接続点49および
59に対するクロツク電圧のフイールドスルーは
自動的に補償される。
フイードスルーは最小である。直列の入力スイツ
チ(例えば33および34)は大きさが同じよう
に設計されている。従つて、Nチヤンネル形トラ
ンジスタのフイールドスルーコンデンサは互いに
整合し、Pチヤンネル形トランジスタのフイール
ドスルーコンデンサは互いに整合している。直列
に接続された同じチヤンネル型式のトランジスタ
が反対極性の電圧2およびφ3(又はφ2および3)
によつてクロツクされるので、接続点49および
59に対するクロツク電圧のフイールドスルーは
自動的に補償される。
電圧V1およびV2の差が小さくてもトランジス
タ21,22,23,24からなる回路の自己ラ
ツチ動作により出力接続点13および14の電圧
の大きな変化が生じるので、この比較回路は高い
感度を有している。
タ21,22,23,24からなる回路の自己ラ
ツチ動作により出力接続点13および14の電圧
の大きな変化が生じるので、この比較回路は高い
感度を有している。
一方の入力におけるスイツチ31および32は
同時にオンになることはなく、また他方の入力ス
イツチ33および34も同時にオンになることが
ないので、比較器の各入力における入力インピー
ダンスは高い。
同時にオンになることはなく、また他方の入力ス
イツチ33および34も同時にオンになることが
ないので、比較器の各入力における入力インピー
ダンスは高い。
比較器のスイツチング速度は接続点13および
14の小さなコンデンサ61および62およぼこ
れらの充電回路の時定数に依存しているので、比
較器のスイツチング速度は非常に速い。
14の小さなコンデンサ61および62およぼこ
れらの充電回路の時定数に依存しているので、比
較器のスイツチング速度は非常に速い。
比較器のラツチ回路はPチヤンネル形トランジ
スタ21および22を含んでいるが、希望により
ゲートがソースに接続されたデプレツシヨン型の
Nチヤンネル形トランジスタをこれらの各トラン
ジスタの代りに置き替えることができる。
スタ21および22を含んでいるが、希望により
ゲートがソースに接続されたデプレツシヨン型の
Nチヤンネル形トランジスタをこれらの各トラン
ジスタの代りに置き替えることができる。
本発明を特定の実施例について図示し説明した
が、本技術分野に専門知識を有する者にとつては
種々の変更および変形を行うことができることは
明らかであろう。本発明の真の精神および範囲内
に入るこのようなすべての変更および変形は特許
請求の範囲に含まれるものである。
が、本技術分野に専門知識を有する者にとつては
種々の変更および変形を行うことができることは
明らかであろう。本発明の真の精神および範囲内
に入るこのようなすべての変更および変形は特許
請求の範囲に含まれるものである。
第1図は本発明による差動比較器の回路図であ
る。第2A図乃至第2E図は第1図の差動比較器
を作動させるために該比較器の各クロツク端子に
供給されるクロツク電圧を示す波形図である。 10…比較器、11,12…入力端子、13,
14…出力点、15,16…電圧供給端子、21
乃至26…電界効果トランジスタ、31乃至34
…スイツチング回路、61乃至64…コンデン
サ。
る。第2A図乃至第2E図は第1図の差動比較器
を作動させるために該比較器の各クロツク端子に
供給されるクロツク電圧を示す波形図である。 10…比較器、11,12…入力端子、13,
14…出力点、15,16…電圧供給端子、21
乃至26…電界効果トランジスタ、31乃至34
…スイツチング回路、61乃至64…コンデン
サ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 第1および第2の電圧供給端子、第1および
第2の出力点、 前記第1の電圧供給端子と前記第1の出力点と
の間に接続された第1の電流源、 前記第1の電圧供給端子と前記第2の出力点と
の間に接続された第2の電流源、 実質的に同じ容量の第1のコンデンサおよび第
2のコンデンサであつて、第1のコンデンサは前
記第1の出力点と前記第2の電圧供給端子との間
に接続され、第2のコンデンサは前記第2の出力
点と前記第2の電圧供給端子との間に接続されて
いる前記第1および第2のコンデンサ、 一方の導電型のチヤンネルを有する実質的に同
じ構造の第1および第2の絶縁ゲート型電界効果
トランジスタであつて、第1の絶縁ゲート型電界
効果トランジスタのチヤンネルが前記第1の出力
点と前記第2の電圧供給端子との間に接続され、
第2の絶縁ゲート型電界効果トランジスタのチヤ
ンネルが前記第2の出力点と前記第2の電圧供給
端子との間に接続され、第1の絶縁ゲート型電界
効果トランジスタのゲートが前記第2の出力点に
接続され、第2の絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタのゲートが前記第1の出力点に接続されてい
る前記第1および第2の絶縁ゲート型電界効果ト
ランジスタ、 前記第1および第2の電圧供給端子間に第1の
一方向電圧を供給する手段、 前記第1の出力点を前記第2の電圧供給端子に
第1の期間の間接続して、前記第1の出力点の電
位を前記第1の期間の間ほぼ前記第2の電圧供給
端子の電位に設定する第1のスイツチング手段、 前記第2の出力点を前記第2の電圧供給端子に
前記第1の期間の間接続して、前記第2の出力点
の電位を前記第1の期間の間ほぼ前記第2の電圧
供給端子の電位に設定する第2のスイツチング手
段、 実質的に同じ容量の第3および第4のコンデン
サであつて、第3のコンデンサの容量が前記第1
のコンデンサの容量に匹敵し得るものである前記
第3および第4のコンデンサ、 第1の信号電圧を供給する手段、 前記第1の信号電圧より小さい第2の信号電圧
を供給する手段、 前記第1の期間の間、前記第3のコンデンサを
前記第1の信号電圧に充電させる第3のスイツチ
ング手段、 前記第1の期間の間、前記第4のコンデンサを
前記第2の信号電圧に充電させる第4のスイツチ
ング手段、 前記第1の期間の終りにおいて前記第3のコン
デンサを前記第1のコンデンサに並列に接続する
第5のスイツチング手段、および 前記第1の期間の終りにおいて前記第4のコン
デンサを前記第2のコンデンサに並列に接続する
第6のスイツチング手段を備え、 これにより前記第1の期間の終りにおいて、前
記第1および第2のコンデンサ、従つて前記第1
および第2のトランジスタのゲートが前記第1の
電流源および第2の電流源を介して充電され、前
記第2のトランジスタのゲートに現われる初期電
圧が前記第1のトランジスタのゲートの電圧より
も高いとき前記第2のトランジスタは導電状態に
なり、前記第2の出力点の電圧が前記第1のトラ
ンジスタのゲートに帰還されて前記第1のトラン
ジスタが非導電状態の留まる電圧比較器。 2 特許請求の範囲第1項記載の電圧比較器にお
いて、前記第1の電流源が反対の導電型のチヤン
ネルを有する第3の絶縁ゲート型電界効果トラン
ジスタであり、該第3の電界効果トランジスタの
チヤンネルは前記第1の電圧供給端子と前記第1
の出力点との間に接続されており、前記第2の電
流源が反対の導電型のチヤンネルを有する第4の
電界効果トランジスタであり、該第4の電界効果
トランジスタのチヤンネルは前記第1の電圧供給
端子と前記第2の出力点との間に接続されてお
り、前記第3および第4のトランジスタのゲート
はそれぞれのチヤンネルを導電状態にする電位で
バイアスされる電圧比較器。 3 特許請求の範囲第1項記載の電圧比較器にお
いて、前記第1の絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタおよび第2の絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタがNチヤンネル形のトランジスタである電圧
比較器。 4 特許請求の範囲第2項記載の電圧比較器にお
いて、前記第1の絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタおよび第2の絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタがNチヤンネル形のトランジスタであり、前
記第3の絶縁ゲート型電界効果トランジスタおよ
び第4の絶縁ゲート型電界効果トランジスタがP
チヤンネル形のトランジスタである電圧比較器。 5 特許請求の範囲第2項記載の電圧比較器にお
いて、前記第1のスイツチング手段が前記一方の
導電型のチヤンネルを有する第5の絶縁ゲート型
電界効果トランジスタを含み、該トランジスタの
チヤンネルは前記第1の絶縁ゲート型電界効果ト
ランジスタのチヤンネルに並列に接続されてお
り、前記第2のスイツチング手段が前記一方の導
電型のチヤンネルを有する第6の絶縁ゲート型電
界効果トランジスタを含み、該トランジスタのチ
ヤンネルは前記第2の絶縁ゲート型電界効果トラ
ンジスタのチヤンネルに並列に接続されている電
圧比較器。 6 特許請求の範囲第5項記載の電圧比較器にお
いて、前記第3のスイツチング手段が前記一方の
導電型のチヤンネルを有する第7の絶縁ゲート型
電界効果トランジスタおよび前記反対の導電型の
チヤンネルを有する第8の絶縁ゲート型電界効果
トランジスタを含み、両トランジスタのチヤンネ
ル領域は並列に接続されており、前記第4のスイ
ツチング手段が前記一方の導電型のチヤンネルを
有する第9の絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
および前記反対の導電型のチヤンネルを有する第
10の絶縁ゲート型電界効果トランジスタを含み、
両トランジスタのチヤンネル領域は並列に接続さ
れており、前記第5のスイツチング手段が前記一
方の導電型のチヤンネルを有する第11の絶縁ゲー
ト型電界効果トランジスタおよび前記反対の導電
型のチヤンネルを有する第12の絶縁ゲート型電界
効果トランジスタを含み、両トランジスタのチヤ
ンネル領域は並列に接続されており、前記第6の
スイツチング手段が前記一方の導電型のチヤンネ
ルを有する第13の絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタおよび前記反対の導電型のチヤンネルを有す
る第14の絶縁ゲート型電界効果トランジスタを含
み、両トランジスタのチヤンネル領域は並列に接
続されている電圧比較器。 7 特許請求の範囲第6項記載の電圧比較器にお
いて、前記第1のトランジスタが構造的に第2の
トランジスタと同じであり、前記第3のトランジ
スタが構造的に第4のトランジスタと同じであ
り、前記第5のトランジスタが構造的に第6のト
ランジスタと同じであり、前記第7のトランジス
タが構造的に第9のトランジスタと同じであり、
前記第8のトランジスタが構造的に第10のトラン
ジスタと同じであり、前記第11のトランジスタが
構造的に第13のトランジスタと同じであり、前記
第12のトランジスタが構造的に第14のトランジス
タと同じである電圧比較器。 8 特許請求の範囲第6項記載の電圧比較器にお
いて、前記トランジスタのすべてが単一のモノリ
シツクシリコン基板に集積化されている電圧比較
器。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/613,480 US4539495A (en) | 1984-05-24 | 1984-05-24 | Voltage comparator |
US613480 | 1984-05-24 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS612416A JPS612416A (ja) | 1986-01-08 |
JPH0325091B2 true JPH0325091B2 (ja) | 1991-04-05 |
Family
ID=24457481
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60106207A Granted JPS612416A (ja) | 1984-05-24 | 1985-05-20 | 電圧比較器 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4539495A (ja) |
EP (1) | EP0162370A3 (ja) |
JP (1) | JPS612416A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4484106B2 (ja) * | 2004-12-14 | 2010-06-16 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | ナノ構造の直線溝又は螺旋溝を有する有機薄膜体及びその製造方法 |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2573211B1 (fr) * | 1984-11-09 | 1986-12-12 | Labo Electronique Physique | Comparateur synchronise |
JPH0793568B2 (ja) * | 1985-07-16 | 1995-10-09 | 日本電気株式会社 | フリップフロップ回路 |
US4710724A (en) * | 1986-04-02 | 1987-12-01 | Motorola, Inc. | Differential CMOS comparator for switched capacitor applications |
US4910713A (en) * | 1988-06-27 | 1990-03-20 | Digital Euipment Corporation | High input impedance, strobed CMOS differential sense amplifier |
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