JPH05211426A - 電圧比較回路 - Google Patents

電圧比較回路

Info

Publication number
JPH05211426A
JPH05211426A JP1355992A JP1355992A JPH05211426A JP H05211426 A JPH05211426 A JP H05211426A JP 1355992 A JP1355992 A JP 1355992A JP 1355992 A JP1355992 A JP 1355992A JP H05211426 A JPH05211426 A JP H05211426A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
terminal
time
field effect
voltage
input
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.)
Withdrawn
Application number
JP1355992A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Shiraki
賢二 白木
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
NEC Corp
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 NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP1355992A priority Critical patent/JPH05211426A/ja
Publication of JPH05211426A publication Critical patent/JPH05211426A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Manipulation Of Pulses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】差動型の電圧比較回路において、入力信号の差
電圧が過大状態から反転して微小状態に急峻に切り替わ
った時に、比較結果である出力を高速高利得に動作させ
る事を目的とする。 【構成】差動比較回路とスイッチ回路14及び基準電圧
発生器11により構成され比較回路は制御信号により一
瞬の間強制的に初期値化すると共に比較動作時は正帰還
回路を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は主として相補型MOSト
ランジスタ回路を用いて実現する差動型電圧比較回路に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の電圧比較回路には、例え
ば図3のような構成のものがあった。図3は、従来の差
動電圧比較回路の一例の回路図である。P型MOSトラ
ンジスタMP1,MP2は1対の差動入力トランジスタ
であり、N型MOSトランジスタMN1,MN2は電流
ミラー回路構成により差動シングル変換回路を構成して
いる。P型MOSトランジスタMP3は定電流源トラン
ジスタでありバイアス端子8より一定バイアスされてい
る。入力端子3は、出力に対し正転入力端子であり入力
端子4は反転入力端子である。C1,C2はMOSトラ
ンジスタのドレイン拡散容量,ゲート容量等による寄生
容量である。又、MP1,MP2及びMN1,MN2の
各対のトランジスタのデメンジョンは同一である。
【0003】この回路の動作は、入力端子3,4の電圧
が同一であればバランスが取れた状態となり、出力端子
6は接続点7Aと同電位となる。一方、端子3への電圧
よりも端子4への電圧が高くなれば、出力端子6の電圧
は降下する。端子4への電圧が低くなれば、端子6の電
圧は上昇する。この比較回路の増幅率は各トランジスタ
が飽和領域で動作している場合には、MP1,MP2の
トランスコンダクタンスgm と出力端子6の出力インピ
ーダンスr0 の積gm ・r0 となり、一般には100倍
程度の利得が得られる。又、入力端子3,4への入力差
電圧が過大となった場合には、出力端子6の電圧は、ほ
ぼMP2のソース電位か又は低電位電源線2の電位とな
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の比較回
路を使用して、タイミング信号により入力電圧が切り替
わり、これを比較し、比較した結果を保持回路に保持す
る場合を考える。特に入力端子電圧が急峻に変化する場
合を考える。今、高電位電源線1の電圧を5V、低電位
電源線2の電圧を接地電位、電流源トランジスタMP3
は20μAの電流を流すようにバイアス端子8よりバイ
アスされており、トランジスタMP1,MP2,MN
1,MN2のトランスコンダクタンスgm を同一とし、
m =4×10-4Ω-1とし、P型MOSトランジスタの
スレッショルド電圧を−1V、N型MOSトランジスタ
のスレッショルド電圧を1Vとする。ある時刻t0 にお
いて、入力端子3への入力を2.5V、入力端子4への
入力を2.6Vとする。この状態では、差電圧が0.1
Vのため、電流源電流は全てMP1に流れP2は、カッ
トオフする。gm =2ID /(VGS−VT )により、接
続点9の電位は、3.6V,接続点7Aは1.1Vとな
る。出力端子6はMN2がオンしているので、接地電位
となる。次に時刻t1 において入力が切り替わり、端子
4の電位が2.6Vから2.48Vに急峻に変化した場
合を考える。又、端子3への電位は同一とする。この状
態では最終的には差電圧が10mVであるから、MP
1,MP2の電流差は2μAとなり、接続点9の電位は
3.545V、接続点7Aは1.045Vとなる。出力
端子6は、利得が100倍とすれば、2.05Vとな
る。(バランスが取れた状態では出力端子は1.05V
より) しかしながら、上記の急峻な動作においては、図3に示
すように寄生容量C1,C2により過渡的な動作とな
り、ある一定時間を要する。つまり、出力端子6が接地
電位から2.05Vまで変化するためには、寄生容量C
1に電荷をチャージアップしなければならない。この場
合の時間は、電流差が2μAであるので、T=C1・V
/I(T:時間,V:電圧,I:電流)より、C1,C
2を2pFとすると、T≒2.05μsec必要とな
る。
【0005】つまり、従来の回路においては、入力の差
電圧が大きい状態から反転して小さな状態に急峻に変化
する場合に、比較結果である出力の変化に多大な時間を
要するという欠点があり、そのため比較回路への入力信
号を切り替えてから比較結果で保持回路へ保持するため
のタイミング信号の時間間隔を大きく取らなければなら
なく、高速での比較が行なえないという欠点がある。
又、入力の差電圧が小さな状態では十分な出力振幅が取
れないという欠点がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の電圧比較回路
は、第1の電源線に接続された定電流源と、一対の第一
導電型MOS電界効果トランジスタからなり、前記定電
流源に接続される第1のトランジスタ対と、一対の第二
導電型MOS電界効果トランジスタからなり、前記第1
のトランジスタ対に接続される第2のトランジスタ対
と、制御端子からの制御信号によりオン・オフするスイ
ッチ回路と、基準電圧発生器とを含み、前記第1のトラ
ンジスタ対を構成するそれぞれのMOS電界効果トラン
ジスタは、ソース電極が共通に前記定電流源に接続さ
れ、ゲート電極がそれぞれの入力端子に接続され、ドレ
イン電極が前記第2のトランジスタ対を構成するそれぞ
れのMOS電界効果トランジスタのドレイン電極にそれ
ぞれ接続されてそれぞれの接続点を互いに相補の出力端
子となし、前記第2のトランジスタ対を構成するそれぞ
れMOS電界効果トランジスタは、ゲート電極が互いに
相手側のMOS電界効果トランジスタのドレイン電極に
接続され、ソース電極が共通に第2の電源線に接続さ
れ、前記相補出力端子が、前記スイッチ回路を介して前
記基準電圧発生器の電圧出力端子に接続されていること
を特徴としている。
【0007】
【実施例】次に、本発明の最適な実施例について図面を
参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施例の回
路図である。本実施例が図3に示す従来の比較回路と異
なるのは、N型トランジスタMN1,MN2のゲートが
互いにクロスに相手側のドレインに接続されると共に、
スイッチ回路14を構成しているN型トランジスタMN
3,MN4の各々のドレイン及び出力端子6,7Bにも
接続されており、N型トランジスタMN3,MN4のソ
ースは共通に接続され基準電圧発生器11の基準電圧出
力端子12に接続され、各々のゲートは共通に接続され
制御端子5に接続されており、前記基準電圧発生器11
はP型トランジスタMP4とN型トランジスタMN5及
びインピーダンス変換用演算増幅器13により構成され
ている点である。基準電圧発生器11において、MP4
は定電流源トランジスタでありゲートは、バイアス端子
8に接続され、ドレインはMN5のドレインゲートに接
続されると共に演算増幅器13の正転入力端子に接続さ
れ、この演算増幅器13はフォロワ接続され出入が基準
電圧出力端子12に接続されている。従って、接続点1
5と基準電圧出力端子12の電圧は同一となり、基準電
圧出力端子12の電圧は差動入力端子3,4への入力が
同一の時、相補出力端子6,7のバランスが取れた電圧
1.05Vと同じ出力電圧となるようにMP4,MP5
のデメンジョンが決定されている。
【0008】今、制御端子5への制御信号は、入力端子
3,4への入力信号を切り替えるタイミングに同期して
一定期間高レベルであり、それ以外の時は低レベルの場
合を考える。図3の場合と同一の条件で本発明の動作に
ついて説明する。ある時刻t0 においては、制御端子5
のレベルは低レベルでトランジスタMN1,MN2は正
帰還回路を構成することによりMN1,MP1がカット
オフ状態,MN2,MP2がオン状態となる。従って、
出力端子7はMP2のソース電圧3.7Vとなり、出力
端子6は接地電位となる。次に、時刻t1 において、入
力が急峻に切り替わると共に端子5への制御信号が時刻
1 からt2 の間高レベルとなる。この時間(t2 −t
1 )の間は、MN3,MN4は共にオンするので、出力
端子6,7は共に基準電圧出力端子12に接続される。
従ってこの状態は、入力信号には無関係に基準電圧によ
り出力端子6,7が強制的にバランスの取れた状態にも
どされることとなり初期値化されることとなる。今、ス
イッチMN3,MN4のオン抵抗が十分小さければ、寄
生容量C1,C2の電荷は一瞬の間にチャージ,デスチ
ャージされる。故に時間(t2 −t1 )の間はほんの一
瞬の時間(数nS程度)設定し、その後制御端子5への
制御信号を低レベルとすればスイッチMN3,MN4は
オフし、この比較回路は再び入力信号の比較動作を開始
する。出力端子6が図3と同じ2.05Vまで変化する
時間は、MN1,MN2が正帰還回路を構成することに
よりMN2がオフするため、ほぼ寄生容量C1を11μ
Aの電流でチャージアップする時間となり、T≒180
nsecとなり、最終的には、MP2のソース電圧3.
7Vと等しくなりMP2はカットオフし保持状態とな
る。従って、従来回路より約1桁以上早い時間でセット
リングすることができ高速の動作が可能である。又、正
帰還回路により保持状態となるため無限大の利得を有す
ると共に、差動出力を可能とし十分な出力振幅を得る事
が可能となる。
【0009】以上の説明ではスイッチ回路14を構成す
るトランジスタMN3,MN4のオンするタイミングを
入力端子3,4への入力信号を切り替えるタイミングと
同時の場合について説明したが、逆に切り替える前数n
secオンし、切り替えるタイミングでオフしても同様
な効果を有する。又、入力端子4への入力が高レベルか
ら低レベル(入力端子3の電圧に対して)の場合につい
て説明したが逆の場合も同様な効果を有する事は明白で
あり、各トランジスタのgm ,スレッショルド電圧,定
電流源の電流値等は以上の条件に限らない。
【0010】次に本発明の第2の実施例について説明す
る。図2は第2の実施例の回路図であり第1図の実施例
と異なる個所は、基準電圧発生器11を構成するインピ
ーダンス変換用演算増幅器13の替わりに、容量C0
(C0 >>C1 ,C2 )でインピーダンスを低下させた
構成であり、この構成においても図1の実施例と同等な
効果を有する。
【0011】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、入力信号
の切り替わり時に、比較回路を一瞬の間強制的に初期値
化する構成及び、比較結果を保持する正帰還構成とする
ことにより、高速高利得の電圧比較動作を可能とする効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の回路図である。
【図2】本発明の第2の実施例の回路図である。
【図3】従来の電圧比較回路の一例の回路図である。
【符号の説明】 1 高電位電源線 2 低電位電源線 3,4 入力端子 5 制御端子 6,7B 出力端子 8 バイアス端子 9,7A,15 接続点 11 基準電圧発生器 12 基準電圧出力端子 13 演算増幅器 14 スイッチ回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の電源線に接続された定電流源と、 一対の第一導電型MOS電界効果トランジスタからな
    り、前記定電流源に接続される第1のトランジスタ対
    と、 一対の第二導電型MOS電界効果トランジスタからな
    り、前記第1のトランジスタ対に接続される第2のトラ
    ンジスタ対と、 制御端子からの制御信号によりオン・オフするスイッチ
    回路と、 基準電圧発生器とを含み、 前記第1のトランジスタ対を構成するそれぞれのMOS
    電界効果トランジスタは、ソース電極が共通に前記定電
    流源に接続され、ゲート電極がそれぞれの入力端子に接
    続され、ドレイン電極が前記第2のトランジスタ対を構
    成するそれぞれのMOS電界効果トランジスタのドレイ
    ン電極にそれぞれ接続されてそれぞれの接続点を互いに
    相補の出力端子となし、 前記第2のトランジスタ対を構成するそれぞれのMOS
    電界効果トランジスタは、ゲート電極が互いに相手側の
    MOS電界効果トランジスタのドレイン電極に接続さ
    れ、ソース電極が共通に第2の電源線に接続され、 前記相補出力端子が、前記スイッチ回路を介して前記基
    準電圧発生器の電圧出力端子に接続されていることを特
    徴とする電圧比較回路。
JP1355992A 1992-01-29 1992-01-29 電圧比較回路 Withdrawn JPH05211426A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1355992A JPH05211426A (ja) 1992-01-29 1992-01-29 電圧比較回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1355992A JPH05211426A (ja) 1992-01-29 1992-01-29 電圧比較回路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05211426A true JPH05211426A (ja) 1993-08-20

Family

ID=11836534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1355992A Withdrawn JPH05211426A (ja) 1992-01-29 1992-01-29 電圧比較回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05211426A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006081188A (ja) * 2004-09-08 2006-03-23 Magnachip Semiconductor Ltd 中間レベル電位発生回路、電位比較回路、及びそれらを備える可変駆動電圧により動作する入/出力回路
CN106959716A (zh) * 2016-01-12 2017-07-18 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 参考电压发生装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006081188A (ja) * 2004-09-08 2006-03-23 Magnachip Semiconductor Ltd 中間レベル電位発生回路、電位比較回路、及びそれらを備える可変駆動電圧により動作する入/出力回路
CN106959716A (zh) * 2016-01-12 2017-07-18 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 参考电压发生装置
EP3193231A1 (en) * 2016-01-12 2017-07-19 Semiconductor Manufacturing International Corporation (Shanghai) Reference voltage generator and related method
US9864388B2 (en) 2016-01-12 2018-01-09 Semiconductor Manufacturing International (Shanghai) Corporation Reference voltage generator and related method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4511810A (en) Voltage comparator circuit
US4764689A (en) Sample-and-hold circuit arrangement
JPH0234490B2 (ja)
JP3673715B2 (ja) ピークホールド回路
US4431929A (en) CMOS Dynamic amplifier
US5515006A (en) Low distortion efficient large swing CMOS amplifier output
JPH06196948A (ja) 相互コンダクタ段
JPH05191169A (ja) 増幅回路および直流バイアス信号およびアナログ信号供給方法
JPH08307167A (ja) 補償オフセット電圧を必要としない電圧コンパレータ
US4752704A (en) Noise suppression interface circuit for non-superimposed two-phase timing signal generator
JPH05211426A (ja) 電圧比較回路
CN215682235U (zh) 电路和比较器
JPH05175753A (ja) 演算増幅器
JP2768855B2 (ja) 半導体装置
KR940026963A (ko) 센스증폭회로 및 그의 구동방법
JPH0831194A (ja) サンプルホールド回路
JPH0226815B2 (ja)
JP4245102B2 (ja) しきい値検出回路、しきい値調整回路、および二乗回路
JP3047828B2 (ja) コンパレータ回路
US4902913A (en) Analog comparator
JP3245914B2 (ja) 差動電圧比較回路
JPH04185005A (ja) 増幅回路
JPS597244B2 (ja) ウインドガタコンパレ−タ
JP2634861B2 (ja) 電流センスアンプ回路
JPH11317090A (ja) オペアンプ及びサンプルアンドホールド回路

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990408