JPH0385013A - Chopper type comparator - Google Patents

Chopper type comparator

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JPH0385013A
JPH0385013A JP1221064A JP22106489A JPH0385013A JP H0385013 A JPH0385013 A JP H0385013A JP 1221064 A JP1221064 A JP 1221064A JP 22106489 A JP22106489 A JP 22106489A JP H0385013 A JPH0385013 A JP H0385013A
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inverter
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standby mode
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Abstract

PURPOSE:To attain low power consumption in the standby mode by providing a current interrupt switch connecting in series with a P-channel MOS transistor(TR) and an N-channel MOS TR and controlled to be OFF only in the standby mode. CONSTITUTION:A chopper type comparator has a switch circuit 11 switching a reference voltage V1 and an input voltage V2. A coupling capacitor 12 connects to the output of the switch circuit 11. An inverter 13 is constituted by a complementary MOS comprising a PMOS 13a and an NMOS 13b connected in series between a power supply voltage and a ground voltage VSS. A short- circuit switch 14 short-circuits input and output of the inverter 13 at the input of the reference voltage V1. Moreover, an NMOS 15 connects in series with the PMOS 13a and the NMOS 13b and the NMOS 15 is turned off by a standby control signal SB applied to a standby mode terminal 15a.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、集積化されたアナログ/ディジタル変換器等
に使用され、相補型MOSトランジスタ(以下、CMO
8という〉構成のインバータを用いたチョッパ型コンパ
レータ、特にスタンバイモード時の低消費電力化を実現
するチョッパ型コンパレータに関するものである。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention is used in integrated analog/digital converters, etc., and is a complementary MOS transistor (hereinafter referred to as CMO
The present invention relates to a chopper-type comparator using an inverter having an inverter configuration, particularly a chopper-type comparator that achieves low power consumption in standby mode.

(従来の技術〉 従来、このような分野の技術としては、■日経エレクト
ロニクス(1987−1>日経マグロウヒル社「電化平
衡型比較器を駆使した8ビットMO3ICA−D変換器
JP、159−162、■特開昭60−65613号公
報、■特開昭60−119120号公報、■特開昭61
−288615号公報等に記載されるものがあった。以
下、その構成を図を用いて説明する。
(Conventional technology) Conventionally, technologies in this field include ■Nikkei Electronics (1987-1>Nikkei McGraw-Hill Co., Ltd., 8-bit MO3 ICA-D converter JP, 159-162, making full use of electrified balanced comparator, ■ JP-A No. 60-65613, ■ JP-A No. 60-119120, ■ JP-A-61
There were those described in JP-A-288615 and the like. The configuration will be explained below using figures.

第2図は、上記文献■に記載された従来のチョッパ型コ
ンパレータの一構成例を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the conventional chopper type comparator described in the above-mentioned document (2).

このチョッパ型コンパレータは、参照電圧■1と入力電
圧V2とを切り換えるためのスイッチ回路部を有してい
る。そのスイッチ回路1はスイッチトa、lbで構成さ
れ、出力側が結合コンデンサ2を介してインバータ3の
入力側に接続されている。さらに、インバータ3は、P
チャネル型MOSトランジスタ(以下、PMO3という
>3aとNチャネル型MOSトランジスタ(以下、NM
O8という>3bとのCMO8で構成され、そのPMO
33a及びNMO83bが電源電圧VCCと接地電圧V
SSとの間に直列接続されている。
This chopper type comparator has a switch circuit section for switching between the reference voltage (1) and the input voltage V2. The switch circuit 1 is composed of switches a and lb, and the output side is connected to the input side of an inverter 3 via a coupling capacitor 2. Furthermore, the inverter 3 has P
A channel type MOS transistor (hereinafter referred to as PMO3>3a) and an N channel type MOS transistor (hereinafter referred to as NM
It is composed of CMO8 with >3b called O8, and its PMO
33a and NMO83b are connected to power supply voltage VCC and ground voltage V
It is connected in series with SS.

そして、このインバータ3の入出力間には短絡用のスイ
ッチ4が接続され、その上、インバータ3の出力側には
、出力電圧vO用の出力端5が接続されている。
A short circuit switch 4 is connected between the input and output of the inverter 3, and an output terminal 5 for an output voltage vO is connected to the output side of the inverter 3.

次に、動作を説明する。Next, the operation will be explained.

このチョッパ型コンパレータは、参照電圧V1と入力電
圧■2との大小を判定するために、まず、初期化を行う
。この初期化期間では、スイッチ1a、4をオンし、ス
イッチ1bをオフすることにより、コンデンサ2は、参
照電圧■1とインバータ3のスレッショルド電圧VTと
で充放電される。
This chopper type comparator first performs initialization in order to determine the magnitude of the reference voltage V1 and the input voltage (2). During this initialization period, the capacitor 2 is charged and discharged with the reference voltage 1 and the threshold voltage VT of the inverter 3 by turning on the switches 1a and 4 and turning off the switch 1b.

その結果、コンデンサ2の入力側は参照電圧V1となり
、インバータ3の入出力1則はそれぞれスレッショルド
電圧VTで安定する。
As a result, the input side of the capacitor 2 becomes the reference voltage V1, and the input and output rules of the inverter 3 are each stabilized at the threshold voltage VT.

続いて、比較動作時ではスイッチ1a、4をオフし、ス
イッチ1bをオンする。この時、V1=■2であれば、
電位の変化はなく、出力端5の出力電圧Voも初期化期
間と同様にスレッショルド電圧VTで安定している。と
ころが、Vl<V2であれば、インバータ3の入力電圧
が上昇し、スレッショルド電圧■1゛より高くなる。そ
のため、出力端5は初期化期間の電圧VTより低下し、
出力電圧Voは確定した論理状態になる。
Subsequently, during the comparison operation, the switches 1a and 4 are turned off, and the switch 1b is turned on. At this time, if V1=■2,
There is no change in potential, and the output voltage Vo at the output terminal 5 is also stable at the threshold voltage VT, as in the initialization period. However, if Vl<V2, the input voltage of the inverter 3 increases and becomes higher than the threshold voltage 1'. Therefore, the voltage at the output terminal 5 is lower than the voltage VT during the initialization period,
The output voltage Vo becomes a defined logic state.

逆に、Vl>V2であれば、インバータ3の入力電圧は
低下し、スレッショルド電圧■]゛より低くなるので、
出力電圧Voは、初期化期間の電圧より高くなり、Vl
<V2時とは反対の論理状態となる。このようにして、
参照電圧V1と未知の入力電圧■2との比較を行うこと
ができる。
Conversely, if Vl>V2, the input voltage of inverter 3 decreases and becomes lower than the threshold voltage ■]゛.
The output voltage Vo becomes higher than the voltage during the initialization period, and Vl
The logic state is opposite to that when <V2. In this way,
A comparison can be made between the reference voltage V1 and the unknown input voltage (2).

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記構成のチョッパ型コンパレータでは
、次のような課題があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the chopper type comparator having the above configuration has the following problems.

このチョッパ型コンパレータを、例えばマイクロコンピ
ュータ(以下、マイコンという)等に内蔵して用いる装
置において、この装置を通常、スタンバイモードやパワ
ーダウンモード等と呼称されている停止状態にすると、
電源電圧が印加されていても、マイコン動作は停止状態
になる。この時、コンパレータの入力電圧が不定の状態
で停止するため、コンパレータ内のインバータ3におい
て、PMO83a及びNIVIO83bがハーフオン状
態になり、電源電圧VCCと接地電圧VSSとの間に貫
通電流が流れる。これにより、スタンバイモード時に消
費電力の著しい低減を図ろうとしても、その低消費電力
化が阻害されるという問題があった。
In a device in which this chopper type comparator is built into, for example, a microcomputer (hereinafter referred to as microcomputer), when the device is placed in a stopped state, usually called standby mode or power down mode,
Even if the power supply voltage is applied, the microcomputer operation is stopped. At this time, since the input voltage of the comparator is stopped in an undefined state, the PMO 83a and NIVIO 83b are in a half-on state in the inverter 3 in the comparator, and a through current flows between the power supply voltage VCC and the ground voltage VSS. This poses a problem in that even if an attempt is made to significantly reduce power consumption during standby mode, the reduction in power consumption is hindered.

ここで、スタンバイモードとは、マイコン等のシステム
において重要な機能の一つであり、例えば、自動車制御
システムをマイコンで構成した場合を用いて説明する。
Here, the standby mode is one of the important functions in a system such as a microcomputer, and will be explained using, for example, a case where an automobile control system is configured with a microcomputer.

自動車制御にマイコンを用いた場合、自動車の運転時に
は、エンジンキーを挿入することでマイコンは動作状態
に入る。逆に、自動車を使用しないときは、キーを外す
ことによりマイコンをスタンバイモードに入れる必要が
ある。
When a microcomputer is used to control a car, when the car is being driven, the microcomputer enters the operating state by inserting the engine key. Conversely, when the car is not in use, it is necessary to put the microcomputer into standby mode by removing the key.

マイコン内のメモリ部(スタティックRAM等)には、
例えば動作時の状態を記憶しておき、再起動時にそのデ
ータを用いて動作させる、あるいは異常が検出された場
合にその異常データを記憶する等のために種々のデータ
が記憶されている。自動車は12vのバッテリーを使用
しており、運転時は発電機によりバッテリーの充電が行
われている。しかしながら、上記のようにマイコン内の
メモリーにデータを残しておきたい場合は、自動車制御
用電子機器への電源を切ることはできない。
In the memory section (static RAM, etc.) in the microcontroller,
For example, various data are stored in order to store the operating state and use that data to operate the device when restarting, or to store abnormal data when an abnormality is detected. The car uses a 12v battery, and the battery is charged by a generator while driving. However, as mentioned above, if you want to leave data in the memory in the microcomputer, you cannot turn off the power to the vehicle control electronic equipment.

そのため、必要最小限の回路部分だけを動作させ、消費
電力を極力、抑える必要がある。このときの電流消費が
多ければ、自動車の未使用時のバッテリー放電時間が短
縮され、自動車保管中や輸出入の際等、その度にバッテ
リーを外さなければならないことになり、重大な問題に
なる。−例として、停止時の電子ユニットの消費電流を
30mAとした場合、1〜2か月でバッテリーが放電し
、使用不可能となる。
Therefore, it is necessary to operate only the minimum necessary circuit parts to reduce power consumption as much as possible. If the current consumption is high at this time, the battery discharge time will be shortened when the car is not in use, and the battery will have to be removed every time the car is stored or imported or exported, which poses a serious problem. . - As an example, if the current consumption of the electronic unit when stopped is 30 mA, the battery will discharge in 1 to 2 months and become unusable.

そのため、マイコンはスタンバイモードを有し、水晶発
振回路を停止させ、内部状態を固定する。
Therefore, the microcomputer has a standby mode, which stops the crystal oscillation circuit and fixes the internal state.

メモリ部はデータを保持したまま停止し、すべてディジ
タル回路で構成されているCMOSマイコンではリーク
電流(例えば、1μA以下〉しか、電流が流れない。し
かし、近年の傾向としては、アナログ/ディジタル変換
器(以下、A/D変換器という〉、またはディジタル/
アナログ変換器等のアナログ回路を内蔵し、1チツプ化
するマイコンが多く使用され、A/D変換器に使用され
るコンパレータ部では前述のようにスタンバイモード時
の電流消費が問題となっている。
The memory section stops while retaining data, and in CMOS microcontrollers that are composed entirely of digital circuits, only leakage current (for example, 1 μA or less) flows.However, as a recent trend, analog/digital converters (hereinafter referred to as A/D converter), or digital/
Microcomputers that incorporate analog circuits such as analog converters and are integrated into a single chip are often used, and as mentioned above, current consumption during standby mode has become a problem in the comparator section used in the A/D converter.

また、コンパレータの動作速度を向上させ、高速化を図
るため、インバータ3の利得を大きくすると、さらに消
費電流が増大するという問題もあった。
Further, when the gain of the inverter 3 is increased in order to improve the operating speed of the comparator and increase the speed, there is also the problem that the current consumption further increases.

本発明は、前記従来技術が持っていた課題として、スタ
ンバイモード時の低消費電力化が阻害されるという点、
高速化を図る際にスタンバイモード時の消費電力が増大
するという点について解決したチョッパ型コンパレータ
を提供するものである。
The present invention solves the problem that the conventional technology has, in that it impedes the reduction in power consumption during standby mode.
The present invention provides a chopper type comparator that solves the problem of increased power consumption in standby mode when increasing speed.

(課題を解決するための手段〉 本発明によれば、前記課題を解決するために、入力され
る参照電圧と入力電圧とを切り換えるスイッチ回路と、
前記スイッチ回路の出力側に接続された結合用コンデン
サと、電源電圧と接地電圧との間に直列接続されたPチ
ャネル型MOSトランジスタ及びNチャネル型MOSト
ランジスタからなる相補型MOSトランジスタ構成のイ
ンバータと、前記参照電圧の入力時に前記インバータの
入出力間を短絡するための短絡用スイッチとを、有する
チョッパ型コンパレータにおいて、次のような手段を講
じたものである。
(Means for Solving the Problems) According to the present invention, in order to solve the above problems, a switch circuit that switches between an input reference voltage and an input voltage;
a coupling capacitor connected to the output side of the switch circuit; and an inverter having a complementary MOS transistor configuration including a P-channel MOS transistor and an N-channel MOS transistor connected in series between a power supply voltage and a ground voltage; The chopper type comparator includes a short-circuit switch for short-circuiting between the input and output of the inverter when the reference voltage is input, and the following measures are taken.

前記Pチャネル型MOSトランジスタ及びNチャネル型
MOSトランジスタに直列接続され、スタンバイモード
時にのみオフ状態に制御される1つまたは複数の電流遮
断用スイッチを設けたものである。
One or more current cutoff switches are connected in series to the P-channel MOS transistor and the N-channel MOS transistor, and are controlled to be turned off only in standby mode.

(作用) 本発明によれば、以上のようにチョッパ型コンパレータ
を構成したので、電流遮断用スイッチは、通常モード時
にオン状態となり、インバータを動作可能にする。また
、スタンバイモード時にオフ状態になることにより、イ
ンバータにおける電源電圧VCCと接地電圧■SSとの
間の電流経路を遮断し、貫通電流を防止するように働く
(Function) According to the present invention, since the chopper type comparator is configured as described above, the current interrupting switch is turned on in the normal mode, thereby enabling the inverter to operate. Further, by being in the off state in the standby mode, the current path between the power supply voltage VCC and the ground voltage SS in the inverter is cut off, and a through current is prevented.

したがって、前記課題を解決できるのである。Therefore, the above problem can be solved.

(実施例) 第1図は、本発明の第1の実施例を示すチョッパ型コン
パレータの回路図である。
(Embodiment) FIG. 1 is a circuit diagram of a chopper type comparator showing a first embodiment of the present invention.

このチョッパ型コンパレータは、参照電圧■1と入力電
圧V2とを切り換えるためのスイッチ回路11を有して
いる。スイッチ回路11は、参照電圧■1用の入力端1
0aとノードN1との間に接続されたスイッチllaと
、入力電圧V2用の入力端10bとノードN1との間に
接続されたスイッチllbとを備えている。スイッチ回
路11の出力側ノードN1は、結合用コンデンサ12の
一端に、その結合用コンデンサ12の他端はノードN2
においてインバータ13の入力側にそれぞれ接続されて
いる。そして、インバータ13の入出力間であるノード
N2と出力端■6との間には短絡用スイッチ14が接続
されている。
This chopper type comparator has a switch circuit 11 for switching between the reference voltage (1) and the input voltage V2. The switch circuit 11 has an input terminal 1 for the reference voltage ■1.
It includes a switch lla connected between 0a and node N1, and a switch llb connected between input end 10b for input voltage V2 and node N1. The output side node N1 of the switch circuit 11 is connected to one end of the coupling capacitor 12, and the other end of the coupling capacitor 12 is connected to the node N2.
are respectively connected to the input side of the inverter 13. A short-circuit switch 14 is connected between the input and output of the inverter 13, that is, the node N2 and the output terminal 6.

インバータ13は、各ゲートが結合用コンデンサ■2の
他端に接続されているPMO813aとNMO313b
とからなるCMO8で構成されている。そのPMO31
3aのソースが電源電圧VCCに、ドレインがNMO8
13bのドレインに接続されている。さらに、NMO3
13bのソースが電流遮断用スイッチであるNMO81
5のドレインに、NMO815のソースが接地電圧VS
Sにそれぞれ接続されている。その上、NMO815の
ゲートがスタンバイ制御信号SB用のスタンバイモード
端子15aに接続されている。そして、PMO813a
及びN]VIO313bの各ドレインが出力端16に接
続されている。
Inverter 13 includes PMO813a and NMO313b, each gate of which is connected to the other end of coupling capacitor 2.
It is composed of 8 CMOs consisting of. That PMO31
The source of 3a is connected to the power supply voltage VCC, and the drain is connected to NMO8.
It is connected to the drain of 13b. Furthermore, NMO3
NMO81 where the source of 13b is a current cutoff switch
5, the source of NMO815 is connected to the ground voltage VS
Each is connected to S. Moreover, the gate of NMO 815 is connected to standby mode terminal 15a for standby control signal SB. And PMO813a
and N] Each drain of the VIO 313b is connected to the output terminal 16.

次に、動作を説明する。Next, the operation will be explained.

(イ〉 通常モード時の動作 スタンバイモード端子15aに、例えば電源電圧VCC
の“H”レベルを印加してNMO815をオンさせる。
(A) Operation in normal mode When the standby mode terminal 15a is connected to the power supply voltage VCC, for example,
The "H" level of is applied to turn on the NMO 815.

これにより、インバータ13が動作可能状態になる。続
いて、スイッチlla、14をオンし、スイッチllb
をオフすることで、参照電圧V1と入力電圧V2との大
小を判定するための初期化を行う。この初期化期間に、
インバータ13の入出力間が短絡され、インバータ13
のスレッショルド電圧Vtで、ノードN2及び出力端1
6がバイアスされる。さらに、ノードN1が参照電圧■
1でバイアスされる。その結果、結合用コンデンサ12
の両端であるノードNl、N2の電圧が参照電圧■1、
スレッショルド電圧Vtでそれぞれ確定する。
This makes the inverter 13 ready for operation. Next, switch lla and 14 are turned on, and switch llb is turned on.
By turning off the input voltage V1, initialization is performed to determine the magnitude of the reference voltage V1 and the input voltage V2. During this initialization period,
The input and output of the inverter 13 are short-circuited, and the inverter 13
With a threshold voltage Vt of , node N2 and output terminal 1
6 is biased. Furthermore, the node N1 is at the reference voltage ■
Biased at 1. As a result, the coupling capacitor 12
The voltage at nodes Nl and N2, which are both ends of the reference voltage ■1,
Each is determined by the threshold voltage Vt.

次に、スイッチlla、14をオフし、スイッチllb
をオンすることで、参照電圧■1と入力電圧■2との大
小を判定するための比較動作を行つ。
Next, switch lla, 14 is turned off, switch llb
By turning on, a comparison operation is performed to determine the magnitude of reference voltage (1) and input voltage (2).

Vl−V2であれば、電位の変化はなく、出力端16の
出力電圧■0も初期化期間と同様にスレッショルド電圧
Vtで安定している。ところが、Vl<V2であれば、
電荷の逃げ場がないため、結合コンデンサ12の両端の
電位差は変化せず、V2−Vlの差分だけインバータ1
3の入力側ノードN2の電圧が、上昇してスレッショル
ド電圧Vtより高くなる。したがって、出力端16は初
期化期間の電圧Vtより低下し、出力電圧VOは確定し
た論理状態“Ll+レベルとなる。
If it is Vl-V2, there is no change in the potential, and the output voltage 0 at the output terminal 16 is also stable at the threshold voltage Vt as in the initialization period. However, if Vl<V2,
Since there is no place for the charges to escape, the potential difference across the coupling capacitor 12 does not change, and the inverter 1 only changes by the difference of V2-Vl.
The voltage at the input side node N2 of No. 3 rises and becomes higher than the threshold voltage Vt. Therefore, the voltage at the output terminal 16 is lower than the voltage Vt during the initialization period, and the output voltage VO becomes the determined logic state "Ll+ level."

逆に、Vl>V2であれば、同様に、Vl−V2の差分
だけインバータ13の入力電圧は低下し、スレッショル
ド電圧Vtより低くなる。したがって、出力電圧Voは
、初期化期間の電圧より高くなり、Vl<V2時とは反
対の論理状態′″H1+H1+レベルこのようにして、
参照電圧V1と未知の入力電圧V2との比較を行うこと
ができる。
Conversely, if Vl>V2, the input voltage of the inverter 13 similarly decreases by the difference between Vl and V2, and becomes lower than the threshold voltage Vt. Therefore, the output voltage Vo becomes higher than the voltage during the initialization period, and the logic state is ``H1+H1+ level'' which is opposite to that when Vl<V2.
A comparison can be made between the reference voltage V1 and the unknown input voltage V2.

(口〉 スタンバイモード時の動作 スタンバイモード端子15aに、例えば接地電圧vSS
の“L”レベルのスタンバイ制御信号SBを印加してN
MO815をオフさせる。これにより、コンパレータが
通常モード時の一連の動作におけるいかなるタイミング
で停止したとしても、電源電圧■CCと接地電圧VSS
と間の電流経路を完全に遮断することができ、理論上の
電流消費は皆無となる。
(Open) Operation in standby mode When the standby mode terminal 15a is connected to the ground voltage vSS, for example,
Applying the “L” level standby control signal SB of N
Turn off MO815. As a result, even if the comparator stops at any timing in the series of operations in normal mode, the power supply voltage CC and ground voltage VSS
The current path between the two can be completely cut off, and theoretically there is no current consumption.

ところで、出力端16には、比較結果を伝達するため、
インバータやラッチ回路等のディジタル回路に接続され
ることが多い。その場合、スタンバイモード時に出力端
16が不定状態になる。出力端16が不定状態になった
場合でも、次段のディジタル回路において消費電流が流
れないよう、スタンバイモード時のみ出力端16をプル
アップまたはプルダウンする、あるいはアナログスイッ
チを用いて電流が流れないようにする等の考慮が必要で
ある。
By the way, in order to transmit the comparison result to the output terminal 16,
It is often connected to digital circuits such as inverters and latch circuits. In that case, the output terminal 16 is in an undefined state during standby mode. Even if the output terminal 16 is in an undefined state, the output terminal 16 can be pulled up or pulled down only in standby mode, or an analog switch can be used to prevent current from flowing, so that current consumption does not flow in the next stage digital circuit. It is necessary to consider such things as

本実施例では、次のような利点がある。This embodiment has the following advantages.

(1〉 従来の回路において、スタンバイモード時の消
費電流を低減させるためには、論理レベルを確定させ、
ハーフオン状態を避ける必要からインバータの入力側の
電圧を電源電圧VCCまたは接地電圧■SSにプルアッ
プ/プルダウンする必要がある。またはそれと同時に短
絡用スイッチをオフする必要がある。例えば、インバー
タの入力側にスタンバイモード時のみオンするプルダウ
ン用のNMO8を接続したり、プルアップ用のPMO8
を接続したりすることも考えられる。この場合、インバ
ータの入力側をプルアップまたはプルダウンし、短絡用
スイッチをオフさせることでスタンバイモード時の消費
電流を低減させることが実現可能となる。
(1) In conventional circuits, in order to reduce current consumption during standby mode, it is necessary to determine the logic level and
In order to avoid a half-on state, it is necessary to pull up/down the voltage on the input side of the inverter to the power supply voltage VCC or ground voltage SS. Or it is necessary to turn off the short-circuit switch at the same time. For example, you can connect NMO8 for pull-down to the input side of the inverter, which turns on only in standby mode, or connect PMO8 for pull-up.
It is also possible to connect. In this case, by pulling up or pulling down the input side of the inverter and turning off the shorting switch, it is possible to reduce the current consumption during standby mode.

しかしながら、このようにプルアップまたはプルダウン
手段を用いると、インバータの入力側と電源電圧VCC
または接地電圧VSS側との間に寄生容量cpが付加さ
れ、通常モードの比較動作の際、結合コンデンサと寄生
容量CPとによる電荷分配が発生する。これにより、初
期化期間から比較動作に切り換わる時のインバータの入
力側の電圧変化が減少する。そのため、出力電圧Voの
変化も小さくなり、参照電圧Vlと入力電圧V2との両
者の電圧差が微小の場合は、正常な比較動作が得られな
いという欠点がある。
However, when pull-up or pull-down means are used in this way, the input side of the inverter and the power supply voltage VCC
Alternatively, a parasitic capacitance CP is added between the capacitor and the ground voltage VSS, and charge distribution occurs between the coupling capacitor and the parasitic capacitor CP during a normal mode comparison operation. This reduces the voltage change on the input side of the inverter when switching from the initialization period to the comparison operation. Therefore, the change in the output voltage Vo also becomes small, and if the voltage difference between the reference voltage Vl and the input voltage V2 is minute, there is a drawback that a normal comparison operation cannot be obtained.

したがって、10ビット以上の高分解能A/D変換器等
に使用するコンパレータでは、上記寄生容量CPは極力
、小さくする必要があり、消費電流の問題だけから容易
にプルアップまたはプルダウン用のMOSトランジスタ
等を用いることはできないという問題があった。
Therefore, in a comparator used in a high-resolution A/D converter of 10 bits or more, the parasitic capacitance CP must be made as small as possible. The problem was that it was not possible to use

本実施例では、電源電圧VCCと接地電圧VSSとの間
にスタンバイモード時にオフ状態になる電流遮断用のN
MOS15を接続したので、インバータ13の入力側に
上記のような余分な寄生容JICPを付加することなく
、高度な比較精度を保ちつつ低消費電力化を実現するこ
とができる。
In this embodiment, a current interrupting N is provided between the power supply voltage VCC and the ground voltage VSS, which is turned off during standby mode.
Since the MOS 15 is connected, it is possible to reduce power consumption while maintaining a high degree of comparison accuracy without adding the above-mentioned extra parasitic capacitance JICP to the input side of the inverter 13.

(2) スタンバイモード時において、MOS)−ラン
ジスタ等を用い、出力端16をプルアップあるいはプル
ダウンする場合、出力端16に寄生容量が付加される。
(2) In the standby mode, when the output terminal 16 is pulled up or pulled down using a MOS transistor or the like, a parasitic capacitance is added to the output terminal 16.

しかし、比較動作時に短絡用スイッチ14をオフするの
で、結合用コンデンサ12に対してその寄生容量は全く
影響を与えないで済む。
However, since the shorting switch 14 is turned off during the comparison operation, its parasitic capacitance does not affect the coupling capacitor 12 at all.

(3) スタンバイモード時におけるインバータ13の
貫通電流を防止したので、スタンバイモード時の電流消
費を低減できる。したがって、スタンバイ機能を有する
マイコン等に内蔵されるA/D変換器用のコンパレータ
に適用すれば、バッテリー使用の自動車や電子機器等の
低消費電力化が可能となる。
(3) Since the through current of the inverter 13 is prevented during standby mode, current consumption during standby mode can be reduced. Therefore, if the present invention is applied to a comparator for an A/D converter built into a microcomputer or the like having a standby function, it becomes possible to reduce the power consumption of automobiles, electronic devices, etc. that use batteries.

第3図は、本発明の第2の実施例のチョッパ型コンパレ
ータの回路図であり、第1図中の要素と共通の要素には
同一の符号が付されている。
FIG. 3 is a circuit diagram of a chopper type comparator according to a second embodiment of the present invention, and elements common to those in FIG. 1 are given the same reference numerals.

このチョッパ型コンパレータは、第1図に示すNMOS
13bのソースと接地電圧VSSとの間に接続された電
流遮断用スイッチであるNMOS15を、PMO813
aのドレインとNMO8I3bのドレインとの間に直列
接続した構成であり、第1の実施例と同様の作用効果を
有している。
This chopper type comparator is an NMOS shown in Figure 1.
The NMOS 15, which is a current cutoff switch, connected between the source of
The structure is connected in series between the drain of NMO8I3b and the drain of NMO8I3b, and has the same effect as the first embodiment.

第4図は1本発明の第3の実施例のチョ:ンパ型コンパ
レータの回路図であり、第1図中の要素と共通の要素に
は同一の符号が付されている。
FIG. 4 is a circuit diagram of a chopper type comparator according to a third embodiment of the present invention, and elements common to those in FIG. 1 are given the same reference numerals.

このチョッパ型コンパレータは、第1図に示すNMOS
13bのソースと接地電圧VSSとの間に接続された電
流遮断用スイッチであるNMOS15をPMO815−
1に代え、そして、PMO815−1のソースを電源電
圧VCCに、ドレインをPMO313aのソースにそれ
ぞれ接続した構成である。
This chopper type comparator is an NMOS shown in Figure 1.
PMO815-
In this configuration, the source of the PMO 815-1 is connected to the power supply voltage VCC, and the drain is connected to the source of the PMO 313a.

スタンバイモードにするには、スタンバイモード端子1
5aに、例えば電源電圧VCCであるo H++レベル
のスタンバイ制御信号SBを印加してPMO815−1
をオフ状態にさせ、電源電圧■CCと接地電圧VSSと
の間の電流経路を遮断すればよい。その他、第1の実施
例と同様の作用効果を有している。
To enter standby mode, connect standby mode terminal 1
5a, a standby control signal SB of o H++ level, which is the power supply voltage VCC, is applied to the PMO 815-1.
It is sufficient to turn off the current path between the power supply voltage CC and the ground voltage VSS. Other than that, this embodiment has the same effects as the first embodiment.

第5図は、本発明の第4の実施例のチョッパ型コンパレ
ータの回路図であり、第1図および第4図中の要素と共
通の要素には同一の符号が付されている。
FIG. 5 is a circuit diagram of a chopper type comparator according to a fourth embodiment of the present invention, and elements common to those in FIGS. 1 and 4 are given the same reference numerals.

このチョッパ型コンパレータは、第4図の電源電圧VC
CとPMO813aのソースとの間に接続されたPMO
815−1を、PMO813aのドレインとNMOS1
3bのドレインとの間に接続した構成であり、第3の実
施例と同様の作用効果を有している。
This chopper type comparator is connected to the power supply voltage VC in Fig. 4.
PMO connected between C and the source of PMO813a
815-1, the drain of PMO813a and NMOS1
3b, and has the same effect as the third embodiment.

なお、本発明は図示の実施例に限定されず、種々の変形
が可能である。その変形例としては、例えば、次のよう
なものがある。
Note that the present invention is not limited to the illustrated embodiment, and various modifications are possible. Examples of such modifications include the following.

(a>  上記第1、第2、第3、及び第4の実施例に
おける電流遮断用スイッチは、電源電圧■CCと接地電
圧■SSとの間にNMOS15またはPMO815−1
を接続した1段構成であるが、例えば電源電圧■CCと
出力端16と間に、または出力端16と接地電圧VSS
との間にNMO3、PMO8をそれぞれ接続する2段構
成でもよい。
(a> The current cutoff switch in the first, second, third, and fourth embodiments includes an NMOS15 or PMO815-1 switch between the power supply voltage CC and the ground voltage SS.
For example, between the power supply voltage CC and the output terminal 16, or between the output terminal 16 and the ground voltage VSS.
A two-stage configuration may be used in which NMO3 and PMO8 are respectively connected between.

さらに、2段以上の構成も可能である。Furthermore, a configuration with two or more stages is also possible.

(b)  上記第1.第2、第3、及び第4の実施例に
おいて、スイッチ回路11はスイッチ1la11bを用
いた構成であるが、例えばセレクタ等を用いてもよい。
(b) Paragraph 1 above. In the second, third, and fourth embodiments, the switch circuit 11 uses a switch 1la11b, but a selector or the like may also be used, for example.

(C)  上記第1、第2、第3、及び第4の実施例で
は、電流遮断用スイッチとしてMOSトランジスタを用
いたが、例えば接合型電界効果トランジスタや他のスイ
ッチ手段を用いてもよい。
(C) In the first, second, third, and fourth embodiments described above, a MOS transistor is used as the current cutoff switch, but a junction field effect transistor or other switching means may be used, for example.

(発明の効果〉 以上詳細に説明したように、本発明によれば、電源電圧
と接地電圧との間の電流経路を遮断するための電流遮断
用スイッチを設け、スタンバイモード時にその電流遮断
用スイッチをオフし、通常モード時にオンするように制
御したので、インバータの貫通電流を防止することがで
き、スタンバイモード時の電流消費を極めて少なくする
ことができる。
(Effects of the Invention) As described above in detail, according to the present invention, a current interrupting switch for interrupting the current path between the power supply voltage and the ground voltage is provided, and the current interrupting switch is provided in the standby mode. Since the inverter is controlled to be turned off and turned on in the normal mode, it is possible to prevent a through current in the inverter, and it is possible to extremely reduce current consumption in the standby mode.

その上、インバータの入力側に余分な寄生容量分を付加
することなく貫f1電流を防止できるので、回路設計が
容易になり、しかも高度な比較精度を維持することがで
きる。
Furthermore, since the through-f1 current can be prevented without adding extra parasitic capacitance to the input side of the inverter, circuit design is facilitated, and a high degree of comparison accuracy can be maintained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の第1の実施例を示すチョッパ型コンパ
レータの回路図、第2図は従来のチョッパ型コンパレー
タの回路図、第3図は本発明の第2の実施例を示すチョ
ッパ型コンパレータの回路図、第4図は本発明の第3の
実施例を示すチョッパ型コンパレータの回路図、第5図
は本発明の第4の実施例を示すチョッパ型コンパレータ
の回路図である。 11・・・・・・スイッチ回路、12・・・・・・結合
用コンデンサ、13・・・・・・インバータ、13a・
曲・PMO8,13b・・・・・・NMO8,14・・
・・・・短絡用スイッチ、15.15−4・・・・・・
電流遮断用スイッチ、VCC・・・・・・電源電圧、V
SS・・・・・・接地電圧、■1・・・・・・参照電圧
、V2・・・・・・入力電圧、SB・・・・・・スタン
バイ制御信号、Vo・・・・・・出力電圧。
FIG. 1 is a circuit diagram of a chopper type comparator showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of a conventional chopper type comparator, and FIG. 3 is a chopper type comparator showing a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a circuit diagram of a chopper type comparator showing a third embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a circuit diagram of a chopper type comparator showing a fourth embodiment of the present invention. 11... Switch circuit, 12... Coupling capacitor, 13... Inverter, 13a.
Song/PMO8,13b...NMO8,14...
...Short circuit switch, 15.15-4...
Current cutoff switch, VCC...Power supply voltage, V
SS: Ground voltage, ■1: Reference voltage, V2: Input voltage, SB: Standby control signal, Vo: Output Voltage.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 入力される参照電圧と入力電圧とを切り換えるスイッチ
回路と、前記スイッチ回路の出力側に接続された結合用
コンデンサと、電源電圧と接地電圧との間に直列接続さ
れたPチャネル型MOSトランジスタ及びNチャネル型
MOSトランジスタからなる相補型MOSトランジスタ
構成のインバータと、前記参照電圧の入力時に前記イン
バータの入出力間を短絡するための短絡用スイッチとを
、有するチョッパ型コンパレータにおいて、 前記Pチャネル型MOSトランジスタ及びNチャネル型
MOSトランジスタに直列接続され、スタンバイモード
時にのみオフ状態に制御される1つまたは複数の電流遮
断用スイッチを、 設けたことを特徴とするチョッパ型コンパレータ。
[Claims] A switch circuit that switches between an input reference voltage and an input voltage, a coupling capacitor connected to the output side of the switch circuit, and a P connected in series between a power supply voltage and a ground voltage. A chopper comparator comprising an inverter having a complementary MOS transistor configuration including a channel type MOS transistor and an N-channel type MOS transistor, and a shorting switch for shorting between the input and output of the inverter when the reference voltage is input, A chopper type comparator, comprising: one or more current cutoff switches connected in series to the P-channel MOS transistor and the N-channel MOS transistor, and controlled to be turned off only in standby mode.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004066497A1 (en) * 2003-01-24 2004-08-05 Sony Corporation Comparator circuit, power supply circuit, integrated circuit, dc-dc converter, and flat display
JP2008091025A (en) * 2007-12-26 2008-04-17 Nec Corp Readout circuit for semiconductor storage device

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