JPH05133984A - コンパレータ - Google Patents

コンパレータ

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JPH05133984A
JPH05133984A JP29574891A JP29574891A JPH05133984A JP H05133984 A JPH05133984 A JP H05133984A JP 29574891 A JP29574891 A JP 29574891A JP 29574891 A JP29574891 A JP 29574891A JP H05133984 A JPH05133984 A JP H05133984A
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雅之 植野
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秀雄 佐古
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寛 小笠原
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Abstract

(57)【要約】 【目的】素子数の低減が図れるコンパレータとする。 【構成】差動増幅回路3の出力端3A,3Bの内、第1
のソースホロワ回路1の出力が供給されるMOSトラン
ジスタ3aのドレイン側に位置する出力端3Aを、第1
のソースホロワ回路1の電流源として働くMOSトラン
ジスタ1cのゲートに接続し、第2のソースホロワ回路
2の出力が供給されるMOSトランジスタ3bのドレイ
ン側に位置する出力端3Bを、第2のソースホロワ回路
2の電流源として働くMOSトランジスタ2cのゲート
に接続する。 【効果】定電圧源が不要となるから、素子数が少なくな
り、装置の小型化が図られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、コンパレータの改良
に関し、特に、少ない素子数で構成できるようにしたも
のである。
【0002】
【従来の技術】図3は、従来のコンパレータの要部を示
す回路図であり、MOSトランジスタ1aと電流源1b
とから構成される第1のソースホロワ回路1と、MOS
トランジスタ2aと電流源2bとから構成される第2の
ソースホロワ回路2と、これら第1及び第2のソースホ
ロワ回路の出力が入力される差動増幅回路3とを有して
いる。なお、電流源1bは、MOSトランジスタ1cと
定電圧源1dとから構成され、電流源2bは、MOSト
ランジスタ2cと定電圧源2dとから構成されている。
【0003】そして、第1のソースホロワ回路1のMO
Sトランジスタ1aのゲートに第1の電圧Aが入力さ
れ、第2のソースホロワ回路の2のMOSトランジスタ
1bのゲートに第2の電圧Bが入力され、差動増幅回路
3の出力端3A,3Bが、次段の差動増幅回路やラッチ
回路(図示せず)を介して、このコンパレータの出力が
必要なロジック回路の入力側に接続されている。
【0004】このような構成であると、第1のソースホ
ロワ回路1及び第2のソースホロワ回路2によって、第
1の電圧A及び第2の電圧Bのレベル調整とインピーダ
ンス変換が行われ、それら第1のソースホロワ回路1及
び第2のソースホロワ回路2の出力の差が差動増幅回路
3で増幅されるから、このコンパレータの出力に基づい
て第1の電圧A及び第2の電圧Bの大小関係が判定でき
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】確かに、上記従来の構
成であっても、第1の電圧A及び第2の電圧Bの大小関
係を判定することはできるが、素子数が多いため、装置
の小型化が図り難いという欠点がある。特に、多数のコ
ンパレータを用いて構成される並列型A/Dコンバータ
にあっては、コンパレータによって装置規模が決まって
しまうため、A/Dコンバータの小型化を図るために
は、より小型のコンパレータを用いる必要がある。
【0006】この発明は、このような従来の技術が有す
る未解決の課題に着目してなされたものであって、特
に、図3に示した構成において、第1のソースホロワ回
路1の電流源1b及び第2のソースホロワ回路2の電流
源2bを構成するための定電圧源を不要とすることによ
り、装置の小型化が図られるコンパレータを提供するこ
とを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、第1及び第2の電圧の大小関係を判定す
るコンパレータにおいて、前記第1の電圧が入力される
第1のソースホロワ回路と、前記第2の電圧が入力され
る第2のソースホロワ回路と、これら第1及び第2のソ
ースホロワ回路の出力が入力される差動増幅回路と、を
備え、前記差動増幅器の出力を、前記第1及び第2のソ
ースホロワ回路の電流源の制御電圧として正帰還させ
た。
【0008】
【作用】差動増幅回路の出力が、第1及び第2のソース
ホロワ回路の電流源に制御電圧として正帰還されると、
例えば、第1の電圧の方が第2の電圧よりも大きい場合
には、第1のソースホロワ回路の電流源の電流値は減少
し、第2のソースホロワ回路の電流源の電流値は増大す
るため、最終的には、第1のソースホロワ回路の出力は
高電圧レベルに安定し、第2のソースホロワ回路の出力
は低電圧レベルに安定する。逆に、第2の電圧の方が第
1の電圧よりも大きい場合には、逆の作用により、第1
のソースホロワ回路の出力は低電圧レベルに安定し、第
2のソースホロワ回路の出力は高電圧レベルに安定す
る。
【0009】従って、それら第1及び第2のソースホロ
ワ回路の出力が入力される差動増幅回路の出力に基づい
て、第1及び第2の電圧の大小関係を判定できるから、
差動増幅器の出力を第1及び第2のソースホロワ回路の
電流源の制御電圧として正帰還させても、コンパレータ
として正常に動作する。
【0010】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図1は、本発明の一実施例の構成を示すコンパ
レータの回路図である。なお、図3に示した従来のコン
パレータと同等の構成には、同じ符号を付し、その重複
する説明は省略する。
【0011】即ち、本実施例では、差動増幅回路3の出
力端3A及び3Bの内、第1のソースホロワ回路1の出
力が供給されるMOSトランジスタ3aのドレイン側に
位置する出力端3Aを、その第1のソースホロワ回路1
の電流源を構成するMOSトランジスタ1cのゲートに
接続して正帰還回路を形成する一方、第2のソースホロ
ワ回路2の出力が供給されるMOSトランジスタ3bの
ドレイン側に位置する出力端3Bを、その第2のソース
ホロワ回路2の電流源を構成するMOSトランジスタ2
bのゲートに接続して正帰還回路を形成している。
【0012】そして、差動増幅回路3の出力が、別の差
動増幅回路4に供給されていて、さらに、その差動増幅
回路4の出力がラッチ回路5を経て図示しないロジック
段に供給されている。また、差動増幅回路3の電流源を
構成するMOSトランジスタ3cのゲートと差動増幅回
路4の電流源を構成するMOSトランジスタ4cのゲー
トとは、レベルシフト回路6を介して、オーバーラップ
パルス発生回路7の一方の出力端7Aに接続され、ラッ
チ回路5の電流源を構成するMOSトランジスタ5aの
ゲートは、レベルシフト回路8を介して、オーバーラッ
プパルス発生回路7の他方の出力端7Bに接続されてい
る。
【0013】オーバーラップパルス発生回路7は、互い
にたすき掛けに接続された一対のNOR回路7a及び7
bと、インバータ7cとを有していて、制御信号Cを、
NOR回路7aには直接供給し、NOR回路7bにはイ
ンバータ7cを介して供給している。このため、オーバ
ーラップパルス発生回路7の一方の出力端7A側の出力
は制御信号Cと逆相となり、他方の出力端7B側の出力
は制御信号Cと同相となる。ただし、NOR回路7aの
出力は、NOR回路7bの出力が“H”レベルとなって
から“L”レベルとなり、同様に、NOR回路7bの出
力は、NOR回路7aの出力が“H”レベルとなってか
ら“L”レベルとなるので、このオーバーラップパルス
発生回路7の出力端7A及び7Bに現れる信号は、
“H”レベルの状態が互いにオーバーラップした信号と
なる。
【0014】そして、出力端7Aに現れた信号は、レベ
ルシフト回路6でレベル調整されてから、MOSトラン
ジスタ3cとMOSトランジスタ4cとのゲートに供給
される。つまり、このレベルシフト回路6の出力に同期
して、差動増幅回路3及び4が駆動することになる。ま
た、出力端7Bに現れた信号は、レベルシフト回路8で
レベル調整されてから、MOSトランジスタ5aのゲー
トに供給される。つまり、このレベルシフト回路8の出
力に同期して、ラッチ回路5が駆動することになる。
【0015】そこで、オーバーラップパルス発生回路7
に供給される制御信号Cは、ラッチ回路5の駆動に同期
して“H”レベルとなるパルス信号とする。この結果、
レベルシフト回路6の出力信号である差動増幅回路駆動
信号D1 は、図2(a)に示すようなパルス信号とな
り、レベルシフト回路8の出力信号であるラッチ回路駆
動信号D2 は、図2(b)に示すようなパルス信号とな
り、差動増幅回路駆動信号D1 の“H”レベル期間を示
す図2(c)と、ラッチ回路駆動信号D2 の“H”レベ
ル期間を示す図2(d)とからも明らかなように、それ
ら両信号D1 及びD2 の“H”レベルは、互いにオーバ
ーラップしている。
【0016】なお、レベルシフト回路6及び8によって
レベル調整される差動増幅回路駆動信号D1 及びラッチ
回路駆動信号D2 の“H”レベルの値は、これらによっ
て駆動されるMOSトランジスタ3c及び5aが、飽和
領域内において最大の電流値が得られる最適値とする。
今、第1の電圧Aの方が第2の電圧Bよりも高電位であ
るとすると、差動増幅回路駆動信号D1が“H”レベル
である期間はMOSトランジスタ3cが定電流源として
働くため、第1のソースホロワ回路1の出力が供給され
るMOSトランジスタ3aの方が、第2のソースホロワ
回路2の出力が供給されるMOSトランジスタ3bより
も低抵抗となるため、出力端3Aが低レベルとなり、出
力端3Bが高レベルとなる。
【0017】すると、第1のソースホロワ回路1の電流
源であるMOSトランジスタ1cの電流値が小さくなっ
て、第1のソースホロワ回路1の出力がさらに高レベル
となり、第2のソースホロワ回路2の電流源であるMO
Sトランジスタ2cの電流値が大きくなって、第2のソ
ースホロワ回路2の出力がさらに低レベルとなるため、
出力端3Aがさらに低レベルとなり、出力端3Bがさら
に高レベルとなる。
【0018】この結果、最終的には、第1のソースホロ
ワ回路1の出力は略電源VDDと同電位となり、第2のソ
ースホロワ回路の出力は略接地電位となる。さらに、電
源電位に安定した出力端3Aの電位が差動増幅回路4の
MOSトランジスタ4aのゲートに供給され、接地電位
に安定した出力端3Bの電位が差動増幅回路4のMOS
トランジスタ4bのゲートに供給されるから、差動増幅
回路4の出力端4Aは“L”レベルとなり、出力端4B
は“H”レベルとなる。
【0019】そして、差動増幅回路駆動信号D1
“L”レベルになる前に、ラッチ回路駆動信号D2
“H”レベルとなるから、差動増幅回路4の出力がラッ
チ回路5にラッチされる。つまり、本実施例のコンパレ
ータは、出力保持機能を備えたラッチド・コンパレータ
として働く。さらに、ラッチ回路5の出力は、ラッチ回
路駆動信号D2 が供給されている間は保持されるから、
これがコンパレータの出力として図示しないロジック段
に供給される。
【0020】従って、そのロジック段において、ラッチ
回路5の出力に基づいて、第1の電圧A及び第2の電圧
Bの大小関係が判定される。そして、ラッチ回路駆動信
号D2 が“H”レベルとなった後に、差動増幅回路駆動
信号D1 が“L”レベルとなれば、差動増幅回路3及び
4がクリアされ、次に差動増幅回路駆動信号D1
“H”レベルとなった時点の第1の電圧A及び第2の電
圧Bについて、上記と同様の作用により、大小判定がな
される。
【0021】このように、差動増幅回路3の出力を、第
1のソースホロワ回路1のMOSトランジスタ1c及び
第2のソースホロワ回路2のMOSトランジスタ2cに
正帰還させる本実施例の構成であっても、コンパレータ
として正常に動作することができる。しかも、第1のソ
ースホロワ回路1及び第2のソースホロワ回路2の電流
源として定電圧源をも用いていた従来のコンパレータに
比べて、素子数が少なくなるから、装置の小型化が図れ
る。このため、本実施例のコンパレータは、多数のコン
パレータを用いて構成される並列型A/Dコンバータ等
に好適である。
【0022】また、正帰還回路を構成した結果、第1の
電圧A及び第2の電圧Bの電位差が微小であっても、第
1のソースホロワ回路1及び第2のソースホロワ回路の
出力は、電源電位又は接地電位に安定するから、微小な
電位差の大小関係を判定できる高精度のコンパレータと
することができる。さらに、本実施例では、差動増幅回
路3及び4を駆動する差動増幅回路駆動信号D1 と、ラ
ッチ回路5を駆動するラッチ回路駆動信号D2 とは、互
いに“H”レベルがオーバーラップしたパルス信号であ
るため、ラッチ回路5の動作に支障をきたすことなく、
低消費電力が図られるという利点がある。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
差動増幅器の出力を第1及び第2のソースホロワ回路の
電流源の制御電圧として正帰還させたため、素子数が少
なくなって装置の小型化が図れるとともに、微小な電位
差の大小関係をも高精度に判定できるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示す回路図である。
【図2】差動増幅回路駆動信号及びラッチ回路駆動信号
の波形図である。
【図3】従来のコンパレータの要部を示す回路図であ
る。
【符号の説明】
1 第1のソースホロワ回路 1c MOSトランジスタ(電流源) 2 第2のソースホロワ回路 2c MOSトランジスタ(電流源) 3,4 差動増幅回路 5 ラッチ回路 6,8 レベルシフト回路 7 オーバーラップパルス発生回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1及び第2の電圧の大小関係を判定す
    るコンパレータにおいて、前記第1の電圧が入力される
    第1のソースホロワ回路と、前記第2の電圧が入力され
    る第2のソースホロワ回路と、これら第1及び第2のソ
    ースホロワ回路の出力が入力される差動増幅回路と、を
    備え、前記差動増幅器の出力を、前記第1及び第2のソ
    ースホロワ回路の電流源の制御電圧として正帰還させた
    ことを特徴とするコンパレータ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007067709A (ja) * 2005-08-30 2007-03-15 Nec Electronics Corp 比較回路および半導体装置
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