JPH0345576B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0345576B2
JPH0345576B2 JP56138946A JP13894681A JPH0345576B2 JP H0345576 B2 JPH0345576 B2 JP H0345576B2 JP 56138946 A JP56138946 A JP 56138946A JP 13894681 A JP13894681 A JP 13894681A JP H0345576 B2 JPH0345576 B2 JP H0345576B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
transistors
flip
circuit
flop
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP56138946A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5840918A (ja
Inventor
Akira Yugawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP56138946A priority Critical patent/JPS5840918A/ja
Priority to US06/414,724 priority patent/US4511810A/en
Publication of JPS5840918A publication Critical patent/JPS5840918A/ja
Publication of JPH0345576B2 publication Critical patent/JPH0345576B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/353Generators 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
    • H03K3/356Bistable circuits
    • H03K3/356017Bistable circuits using additional transistors in the input circuit
    • H03K3/356034Bistable circuits using additional transistors in the input circuit the input circuit having a differential configuration

Landscapes

  • Manipulation Of Pulses (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、主として相補型絶縁ゲート構成を半
導体集積回路上に実現するA/D変換器等に用い
微小なる差のある2つの電圧を比較しその大小に
応じた論理電圧を出力させるのに適した電圧比較
回路に関するものである。
従来、相補型絶縁ゲート構成の半導体集積回路
に用いる電圧比較回路としては、第1図に示すご
とくM1を定電流源とし、M2,M3を入力トラ
ンジスタとし、M4,M5を電流ミラー型負荷と
して構成した差動増幅回路により端子2,3に加
えられた電圧の差に比例した出力電圧を端子6か
ら取り出し、これをM6を定電流負荷とする反転
増幅器11により更に増幅する2段構成の増幅回
路を使用していた。
第1図をはじめ本願において使用するシンボル
は、pチヤンネルトランジスタを第2図a、nチ
ヤンネルトランジスタを第2図bのように定め
る。
共にGと示したのがゲート、Sと示したのがソ
ース、Dと示したのがドレインである。この2段
構成の増幅回路によれば通常2000倍〜5000倍の利
得が得られるが、利得の余裕を得るため普通は更
に反転増幅器12を1段付加している。13は前
記M1とM6を定電流領域で動作させるためのバ
イアス電圧供給装置で、例えば第3図のような回
路で実現される。第3図の回路はMOSトランジ
スタのゲート電極とドレイン電極とを接続したい
わゆるダイオード接続されたトランジスタを3個
直列に接続し、端子1と9の間に加えられる電源
電圧を分圧するものである。
かかる電圧比較回路は入力電圧差が減少すると
それにかみあつて増幅段数を増加させねばなら
ず、集積回路の占有面積の増大、消費電力の増大
を招く。さらに初段の差動増幅器の同相電圧除去
は万全とは言えず、入力電圧差が数mV以下の場
合、入力電圧の同相電圧成分が変化すると節点6
の出力電圧が変化し、この電圧が反転増幅器によ
り増幅されるため、最終段の出力では論理“1”
の状態と論理“0”の状態と同相電圧値によつて
は入れ替わることがある。また電源電圧が変動す
るときにも同じ現象が発生する。そのためかかる
電圧比較回路では数MV以下の差を識別すること
は不可能である欠点を有する。
本発明はかかる欠点を除去するため、非常に高
感度な電圧比較回路を少ない素子数により実現す
るものである。
本発明は、電流ミラーを負荷に持つ差動増幅器
と、前記電流ミラーを構成するトランジスタと同
極性のトランジスタ2個を交叉結合して共通ソー
ス電極を電流ミラーの接地電位まで間欠的に低下
させる手段を有するフリツプフロツプ回路と、前
記フリツプフロツプの2つの陽極が間欠的に低下
するのに同期して強制的に等電位とする手段と、
これらに電圧を供給する手段と、をそれぞれ相補
型絶縁ゲートトランジスタを用いて構成し、前記
フリツプフロツプの2つのドレイン電極をそれぞ
れ前記差動増幅器の出力端に接続して構成した電
圧比較回路である。
以下本発明を、具体的な回路例の一例を示す第
4図および端子16および17に加えるパルスの
タイミングの一例を示す第5図を用いて説明す
る。
本実施例では信号入力トランジスタM2,M3
としてpチヤンネルトランジスタを用い、これら
のトランジスタのソース電極に同じくpチヤンネ
ルトランジスタM1のドレイン電極を接続し、さ
らにM1のソース電極を正電源に接続してある。
M1のゲート電極には節点4を介してバイアス
電圧供給装置13を接続して一定電圧を供給し、
M1を定電流回路として動作させるようしてあ
る。
nチヤンネルトランジスタM4,M5は、その
ゲート電極をM4のドレイン電極に接続し、さら
にM4,M5のドレイン電極をそれぞれM2,M
3のドレイン電極に接続し、カレントミラー負荷
を持つC−MOS差動増幅回路を構成している。
M4,M5のドレイン電極は、出力端5,6と
して外部に取り出すと共に、出力端5にはnチヤ
ンネルトランジスタM10のゲート電極およびM
11のドレイン電極を接続し、出力端6にはM1
0のドレイン電極およびM11のゲート電極を接
続した交叉結合を成している。M10,M11の
ソース電極はnチヤンネルトランジスタM12の
ドレイン電極と接続してある。M12のソース電
極は負電源(端子9)に接続し、そのゲート電極
には端子16を介して第5図にイと示したような
パルスを供給する装置を接続してM10,M11
の共通ソースを低下させる手段とする。また出力
端5,6の間にはそれぞれnチヤンネルトランジ
スタM13のソース、ドレインをそれぞれ接続
し、M13のゲート電極には第5図にロとして示
したようなパルスを供給する装置を接続すること
により、フリツプフロツプのドレイン電極を強制
的に等電位とする手段としている。
これらの回路においてpチヤンネルトランジス
タとnチヤンネルトランジスタとを全て逆にして
構成することも可能であり、電源の極性を逆にす
れば同じ機能を実現できる。
いま時刻t0ではパルスイ,ロ共に印加されてい
ない。この時入力端子2に3の電位よりも少し低
い電圧が印加されたとする。するとM2にはM3
より少し多い電流が流れるので、出力端5の電圧
は少し増加する。一方、出力端6の方は、M5に
流れる電流は減少するのに対しM5のゲート電圧
は増大するので、通常入力電圧差の50倍以上の電
圧降下を生ずる。そこでt1で端子16にイのパル
スを印加してM1を導通させると節点15の電位
が降下し、フリツプフロツプが動作する。ここで
もしM11とM12とを同一寸法に作つてあつた
とすれがゲート電圧が高い側のトランジスタM1
1の方が先に導通し、第5図に破線で示したニの
ごとく出力端6を低下させる。一方、M12はゲ
ート電圧が先に低下していくために電流はほとん
ど流れず第5図に実線で示したハのごとく最初の
電圧を維持する。このフリツプフロツプは出力端
5,6の差に感応して動作するため、同相成分の
変動には影響されない。ここで低電圧側の最終電
圧をトランジスタの閾値電圧より低くするため、
M11およびM12のチヤンネル幅をチヤンネル
長で除した商をM4おびM5について同様にして
求めた値の5倍以上にとるのが望ましい。また、
出力端5,6に付随する寄生容量が異なる、すな
わち5にはM4,M5のゲートが接続され、6に
はこれに相当する容量がないといつた不均衡が存
在するため、節点15の電位と降下が出力端の電
圧低下の速度より著しく大きくなると動作に不安
定が生ずるので、M11およびM12のチヤンネ
ル幅をチヤンネル長で除した商の半分以下とし、
かつM1,M2について同様にして求めた値より
も大きくするのが望ましい。この電圧比較回路で
は次の比較動作に入るためには第4図中に10と
囲んで示した差動増幅器が純粋の差動増幅器とし
て動作している状態で、第5図イのパルスを印加
させねばならない。イのパルスを低下させるとM
13がオフし、M11には電流が流れなくなり、
出力端6の電位は上昇して差動増幅器に近づく
が、この充電時にもM5を通して電流が多く流れ
るため、差動増幅器の状態に復帰するに時間がか
かる。そこで時刻t2でパルスイを零に戻すと同時
にパルスロを端子17に印加し、M10を導通さ
せると出力端5と6とは短絡され、電圧は短絡前
にこの2つの端子に加わつていた電圧の中間値と
なる。すなわち、出力端5は低下する。するとM
4およびM5のゲート電圧は低下するためM4,
M5の抵抗は増大し、接地側に流れる電流は減少
する。したがつて初期状態に戻る時間は、前記操
作をしない場合に比して数百倍以上早くなる。こ
のようにするとパルスを零に戻す第5図の時刻t3
のタイミングの後のすぐ次の比較に入ることがで
きるようになるため、高速のくり返し比較が可能
となる。
次に入力端子2が3より少し高い場所について説
明する。この場合にはM2のゲート・ソース間電
圧がM3のそれよりも小さいので、M2に流れる
電流はM3に流れる電流よりも少なくなる。する
とM4に流れる電流も減少するから、出力端5の
電圧が低下する。一方、M5に流れる電流は増加
するがゲート電圧は低下するために、出力端子6
の電圧は入力電圧差に対し50倍以上増加する。こ
こで端子16にパルスイを印加すると節点15の
電圧が低下し、フリツプフロツプが動作する。こ
れは第5図の時刻t4のタイミングである。すなわ
ちM12が先に導通し、出力端5の電圧を急速に
低下させる。するとM4,M5のゲート電圧が低
下しこの両トランジスタに流れる電流を減少させ
るため、出力端6の電圧は上昇し、M2,M3の
ソース電圧に等しい電圧まで上昇する。一方出力
端5はM12,M13のオン残留抵抗と定電流源
の電流との積で定まる電圧まで低下し、論理状態
が定まる。
初期状態への復帰は時刻t2の場合と同じく端子
17にパルスロが印加されM13が導通すると、
出力端5,6の電圧は論理状態での両出力電圧の
中間の電圧となる。いま中間電圧がパルスイが印
加される前よりも低ければ、M4,M5の抵抗値
が増大してこれらに流れる電流がパルスイが印加
される前よりも減少して充電を加速し、高ければ
抵抗値が減少して流れる電流が増大するので放電
が加速されるので、初期状態への復帰が早くな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来用いられている差動増幅器10の
反転増幅器11,12を用いた電圧比較回路で、
13はバイアス電圧供給装置である。第2図a,
bはトランジスタのシンボルの説明図である。第
3図はバイアス電圧供給装置の回路例である。第
4図は本発明の実施の一例について示した回路図
であり、第5図のイ,ロ,ハ,ニは第4図の端子
16および17に加えるパルスのタイミング図お
よび出力電圧波形の一例を示したものである。 図中MXXと記したのはトランジスタであり、
数字のみを付したのは節点もしくは端子である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 電流ミラーを負荷に持つ差動増幅器と、前記
    電流ミラーを構成するトランジスタと同極性のト
    ランジスタ2個を交さ結合して共通ソース電極を
    電流ミラーの接地電位まで間欠的に低下させる手
    段を有するフリツプフロツプ回路と、前記フリツ
    プフロツプの2つのドレイン電極が間欠的に低下
    するのに同期して強制的に等電位とする手段とこ
    れらの電圧を供給する手段と、をそれぞれ相補型
    絶縁ゲートトランジスタを用いて前記フリツプフ
    ロツプの2つの陽極をそれぞれ前記差動増幅器の
    出力端に接続した、ことを特徴とする電圧比較回
    路。
JP56138946A 1981-09-03 1981-09-03 電圧比較回路 Granted JPS5840918A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56138946A JPS5840918A (ja) 1981-09-03 1981-09-03 電圧比較回路
US06/414,724 US4511810A (en) 1981-09-03 1982-09-03 Voltage comparator circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56138946A JPS5840918A (ja) 1981-09-03 1981-09-03 電圧比較回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5840918A JPS5840918A (ja) 1983-03-10
JPH0345576B2 true JPH0345576B2 (ja) 1991-07-11

Family

ID=15233843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56138946A Granted JPS5840918A (ja) 1981-09-03 1981-09-03 電圧比較回路

Country Status (2)

Country Link
US (1) US4511810A (ja)
JP (1) JPS5840918A (ja)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4618785A (en) * 1984-09-06 1986-10-21 Thomson Components - Mostek Corporation CMOS sense amplifier with level shifter
JPS61107594A (ja) * 1984-10-31 1986-05-26 Toshiba Corp センス増幅回路
US4716312A (en) * 1985-05-07 1987-12-29 California Institute Of Technology CMOS logic circuit
DE3565351D1 (en) * 1985-06-28 1988-11-03 Itt Ind Gmbh Deutsche Inverter circuit realized by using cmos transistor technique
JPS62192997A (ja) * 1986-02-20 1987-08-24 Toshiba Corp カレントミラ−型センスアンプ
US4717838A (en) * 1986-11-14 1988-01-05 National Semiconductor Corporation High input impedance, high gain CMOS strobed comparator
US4749955A (en) * 1986-12-29 1988-06-07 Delco Electronics Corporation Low voltage comparator circuit
BE1000707A7 (nl) * 1987-06-30 1989-03-14 Bell Telephone Mfg Tweetoestandsinrichting en vergelijkingsinrichting waarin deze wordt gebruikt.
DE3884312D1 (de) * 1987-08-18 1993-10-28 Siemens Ag Leseverstärker für statische Speicher in CMOS-Technologie.
US4814642A (en) * 1987-09-10 1989-03-21 Trw Inc. Switched impedance comparator
FR2623952B1 (fr) * 1987-11-27 1991-11-29 Thomson Hybrides Microondes Comparateur differentiel a bascule autostabilise a horloge unique
US4883987A (en) * 1988-05-04 1989-11-28 Texas Instruments Incorporated Comparator circuit having a fast recovery time
GB2257585B (en) * 1988-09-20 1993-05-05 Texas Instruments Ltd Improvements in or relating to comparator circuits
GB2225198B (en) * 1988-09-20 1993-05-05 Texas Instruments Ltd Improvements in or relating to digital signal processors
EP0360884A1 (de) * 1988-09-26 1990-04-04 Siemens Aktiengesellschaft CMOS-Differentialkomparator mit Offsetspannung
US5287015A (en) * 1988-12-19 1994-02-15 Advanced Micro Devices, Inc. Comparator circuit
WO1990012324A1 (en) * 1989-04-01 1990-10-18 Alcatel N.V. Voltage selector and comparator used therewith
IT1236879B (it) * 1989-11-22 1993-04-26 Sgs Thomson Microelectronics Circuito elettronico comparatore
US5274275A (en) * 1991-03-29 1993-12-28 Brooktree Corporation Comparator
US5196737A (en) * 1991-04-09 1993-03-23 Harris Corporation Latching comparator employing transfer gates
US5332931A (en) * 1991-06-24 1994-07-26 Harris Corporation High speed differential comparator
US5510735A (en) * 1994-12-29 1996-04-23 Motorola, Inc. Comparator circuit for generating a control signal corresponding to a difference voltage between a battery voltage and a power supply voltage
US5506524A (en) * 1995-03-01 1996-04-09 Lin; Jyhfong Low-voltage low-power dynamic folded sense amplifier
US5546026A (en) * 1995-03-01 1996-08-13 Cirrus Logic, Inc. Low-voltage high-performance dual-feedback dynamic sense amplifier
JP3625930B2 (ja) * 1995-10-26 2005-03-02 株式会社日立製作所 半導体集積回路装置
US6304206B1 (en) * 1997-09-04 2001-10-16 Sanyo Electric Co., Ltd. Voltage comparator, operational amplifier and analog-to-digital conversion circuit employing the same
US6448821B1 (en) * 2000-02-25 2002-09-10 National Semiconductor Corporation Comparator circuit for comparing differential input signal with reference signal and method
JP4342548B2 (ja) * 2006-12-15 2009-10-14 Okiセミコンダクタ株式会社 プリアンプラッチコンパレータ
US7595676B2 (en) * 2007-07-23 2009-09-29 Texas Instruments Incorporated Comparator and method with controllable threshold and hysteresis
JP4475309B2 (ja) * 2007-09-19 2010-06-09 ヤマハ株式会社 コンパレータ
CN103187957A (zh) * 2011-12-28 2013-07-03 华润矽威科技(上海)有限公司 用于开关电源电路的复用器
US8692582B1 (en) 2012-01-06 2014-04-08 Altera Corporation Latched comparator circuitry

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54158138A (en) * 1978-06-05 1979-12-13 Nippon Precision Circuits Comparator
JPS55166342A (en) * 1979-06-12 1980-12-25 Nec Corp Minute potential difference comparing circuit

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4031415A (en) * 1975-10-22 1977-06-21 Texas Instruments Incorporated Address buffer circuit for semiconductor memory
JPS5342633A (en) * 1976-09-30 1978-04-18 Toshiba Corp Voltage sense circuit of semiconductor memory device
JPS53144232A (en) * 1977-04-28 1978-12-15 Toshiba Corp Sensor circuit for multi-value signal charge transfer device
US4247791A (en) * 1978-04-03 1981-01-27 Rockwell International Corporation CMOS Memory sense amplifier
US4333020A (en) * 1979-05-23 1982-06-01 Motorola, Inc. MOS Latch circuit

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54158138A (en) * 1978-06-05 1979-12-13 Nippon Precision Circuits Comparator
JPS55166342A (en) * 1979-06-12 1980-12-25 Nec Corp Minute potential difference comparing circuit

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5840918A (ja) 1983-03-10
US4511810A (en) 1985-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0345576B2 (ja)
US7342450B2 (en) Slew rate enhancement circuitry for folded cascode amplifier
JP4921106B2 (ja) バッファ回路
KR100353295B1 (ko) 동적 보상 증폭기 및 그 방법
US6437645B1 (en) Slew rate boost circuitry and method
EP0434090B1 (en) C-MOS differential sense amplifier
US4598215A (en) Wide common mode range analog CMOS voltage comparator
US20230208369A1 (en) Slew boost circuit for an operational amplifier
CN101371435A (zh) 放大器电路
JPH0715249A (ja) 増幅器
US6937085B1 (en) Sense amplifier based voltage comparator
JPH0234490B2 (ja)
KR100681239B1 (ko) 연산 증폭기
JP4456737B2 (ja) 入力回路
JPH0345577B2 (ja)
US20020005757A1 (en) Fully differential operational amplifier of the folded cascode type
US7157946B2 (en) Chopper comparator circuit
JPH08307224A (ja) 演算増幅回路
JP3252875B2 (ja) 電圧比較器
JP4622499B2 (ja) バイアス電流回路
JPH09116349A (ja) 演算増幅器
KR940011025B1 (ko) 푸시-풀 트랜스 콘덕턴스 연산증폭기
JP3077664B2 (ja) 入力回路
KR960008216B1 (ko) 연산증폭기(operational amplifier)회로
JPS62125705A (ja) 演算増幅回路