JPH05291887A - シミットトリガ回路 - Google Patents

シミットトリガ回路

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JPH05291887A
JPH05291887A JP4084288A JP8428892A JPH05291887A JP H05291887 A JPH05291887 A JP H05291887A JP 4084288 A JP4084288 A JP 4084288A JP 8428892 A JP8428892 A JP 8428892A JP H05291887 A JPH05291887 A JP H05291887A
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JP
Japan
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input
signal
capacitor
trigger circuit
resistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP4084288A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Tadokoro
健司 田所
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.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Oki Micro Design Miyazaki Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
Oki Micro Design Miyazaki Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd, Oki Micro Design Miyazaki Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
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Priority to US08/042,406 priority patent/US5438292A/en
Publication of JPH05291887A publication Critical patent/JPH05291887A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • H03K3/3565Bistables with hysteresis, e.g. Schmitt trigger

Abstract

(57)【要約】 【目的】 消費電流が少なく、良好なシミット特性と、
直流領域までの的確な動作が得られるようにしたシミッ
トトリガ回路を提供する。 【構成】 入力信号Si10が入力されると、それが入
力用抵抗22を介してCMOSインバータ23で反転さ
れ、その反転信号がCMOSインバータ24で反転さ
れ、該反転信号が帰還用コンデンサ26を介して入力側
ノードN10へ正帰還される。コンデンサ26は、入力
信号Si10にノイズが含まれていても、その充電動作
によって良好なシミット特性が得られるように動作す
る。さらに、抵抗22及びコンデンサ26はローパスフ
ィルタとして動作し、入力信号Si10に高周波のノイ
ズがのった場合にはそれを除去する働きがあると共に、
直流領域での信号伝達動作を確実に行う働きがある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、集積回路の入力インタ
ーフェイス等に用いられるシミットトリガ回路に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】シミットトリガ回路は、正帰還のループ
利得を弱くしてリミッタの動作を持たせたもので、正弦
波入力信号を所定の正と負の振幅値でトリガして方形波
を発生させたり、あるいは入力信号のレベルの比較選択
等を行う回路である。従来の相補型MOSトランジスタ
(以下、CMOSという)集積回路におけるシミットト
リガ回路の代表的なものを図2に示す。図2は、従来の
シミットトリガ回路の回路図である。
【0003】このシミットトリガ回路は、CMOSイン
バータと抵抗による帰還を組合わせた回路であり、入力
信号Si1を入力する入力端子1を有し、該入力端子1
には、入力用抵抗2を介して入力側ノードN1が接続さ
れている。入力側ノードN1には、第1及び第2のCM
OSインバータ3,4が直列接続され、その出力側に、
出力信号So1を出力するための出力端子5が接続され
ている。第1のCMOSインバータ3は、Pチャネル型
MOSトランジスタ(以下、PMOSという)3a及び
Nチャネル型MOSトランジスタ(以下、NMOSとい
う)3bを有し、それらが電源電位VDDと接地電位V
SSとの間に直列接続されている。同様に、第2のCM
OSインバータ4は、PMOS4a及びNMOS4bを
有し、それらが電源電位VDDと接地電位VSSとの間
に直列接続されている。さらに、出力端子5と入力側ノ
ードN1との間には、帰還用抵抗6が帰還接続されてい
る。
【0004】以上の構成において、ヒステリシスの設定
は抵抗2と抵抗6との抵抗比で決定される。正弦波(サ
イン波)の入力信号Si1が入力端子1に入力される
と、該入力信号Si1が抵抗2を介して入力側ノードN
1へ送られる。入力側ノードN1上の信号は、第1のC
MOSインバータ3のスレッシホールド電圧を越える
と、そのCMOSインバータ3で反転され、その反転信
号が第2のCMOSインバータ4のスレッシホールド電
圧を越えると、該CMOSインバータ4で反転される。
この反転された信号は、帰還用抵抗6を介して入力側ノ
ードN1へ帰還される。そのため、出力端子5から、方
形波の出力信号So1が出力されることになる。
【0005】この種のシミットトリガ回路では、CMO
Sインバータ3,4のスレッシホールド電圧を1/2・
VDDとすると、ヒステリシスレベルの設定を抵抗2と
抵抗6との抵抗比で簡単に設定できるが、その半面、入
力端子1よりシミットトリガ回路を見た場合、抵抗2と
抵抗6の存在によって回路的に直流パスが存在し、消費
電流が増大するという欠点がある。このような消費電流
が増大するという欠点を解消するため、図3のようなシ
ミットトリガ回路も提案されている。図3は、従来の他
のシミットトリガ回路の回路図である。このシミットト
リガ回路では、図2の抵抗2,6をコンデンサ12,1
6に置き換え、インピーダンスを高くしている。即ち、
入力端子1と入力側ノードN2との間に、入力用コンデ
ンサ12が接続され、出力端子5と入力側ノードN2と
の間に、帰還用コンデンサ16が帰還接続されている。
【0006】このようなコンデンサ構成によるシミット
トリガ回路の動作では、2個のコンデンサ12,16の
容量の大きさに反比例したインピーダンスの値によって
分圧された入力信号Si1の値が、CMOSインバータ
3のゲートに入力される。このシミットトリガ回路を集
積回路化した場合、コンデンサ12,16の容量値を小
さくすることにより、インピーダンスを大きくすること
が可能であり、しかもその容量値を小さくすることが集
積回路化する上でも有利である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図3の
シミットトリガ回路では、低い周波数において入力用コ
ンデンサ12の入力インピーダンスが高くなりすぎ、入
力信号Si1が内部に伝わらず、動作しない。即ち、直
流領域での信号伝達動作が行われないという欠点があ
る。さらに、入力信号Si1中にノイズが含まれている
と、誤動作によってシミット特性が低下するという問題
もある。従って、消費電流が少なく、良好なシミット特
性と、直流領域までの動作が得られるシミットトリガ回
路を得ることが困難であった。
【0008】本発明は、前記従来技術が持っていた課題
として、消費電流が少なく、良好なシミット特性と、直
流領域までの動作が得られる回路構成にすることが困難
な点について解決したシミットトリガ回路を提供するも
のである。
【0009】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、前記課題
を解決するために、入力端子と入力側ノードとの間に入
力用抵抗を接続し、前記入力側ノードと出力端子との間
に偶数個のMOSインバータを直列接続し、さらに前記
出力端子と前記入力側ノードとの間に帰還用コンデンサ
を帰還接続している。第2の発明では、第1の発明の入
力用抵抗、偶数個のMOSインバータ、及び帰還用コン
デンサをモノリシック集積回路で構成している。
【0010】
【作用】第1の発明によれば、以上のようにシミットト
リガ回路を構成したので、入力信号にノイズが含まれて
いる場合、帰還用コンデンサの充電動作によって出力信
号波形が割れるような影響が除去され、シミット特性の
向上が図れる。さらに、入力用抵抗及び帰還用コンデン
サは、入力端子からみると、RCのローパスフィルタと
して動作し、高周波のノイズがのったときには振幅を低
減して誤動作を防止するように働くと共に、フィートバ
ック量を少なくして消費電流の低減化を図る働きがあ
る。さらに、入力用抵抗及び帰還用コンデンサからなる
ローパスフィルタは、直流領域で信号伝達動作を確実に
行う働きがある。
【0011】第2の発明によれば、偶数個のMOSイン
バータと抵抗及びコンデンサとを、同一半導体基板内に
集積化することにより、回路規模の小型化が図れる。従
って、前記課題を解決できるのである。
【0012】
【実施例】図1は、本発明の実施例を示すシミットトリ
ガ回路の回路図である。このシミットトリガ回路は、入
力信号Si10を入力する入力端子21を有し、その入
力端子21が入力用抵抗22を介して入力側ノードN1
0に接続されている。入力側ノードN10には、第1及
び第2のCMOSインバータ23,24が直列接続さ
れ、その出力側に、出力信号So10を出力するための
出力端子25が接続されている。第1のCMOSインバ
ータ23は、PMOS23a及びNMOS23bを有
し、それらが電源電位VDDと接地電位VSSとの間に
直列接続されている。同様に、第2のCMOSインバー
タ24は、PMOS24a及びNMOS24bを有し、
それらが電源電位VDDと接地電位VSSとの間に直列
接続されている。さらに、出力端子25と入力側ノード
N10との間には、帰還用コンデンサ26が帰還接続さ
れている。
【0013】次に、図4、図5、図6、及び図7を参照
しつつ、図1に示すシミットトリガ回路の動作を説明す
る。図4は、図1の動作を説明するためにコンデンサ2
6の帰還側を接地した回路である。図5は、図1の動作
を説明するために抵抗22を入力側と分離した回路であ
る。図6は図1,図4及び図5の動作波形図、及び図7
はノイズを含む入力信号Si10に対する動作波形図で
ある。
【0014】まず、動作を順をおって説明するために、
図4と図5の回路を考えてみる。図6に示すような正弦
波の入力信号Si10が、図4に示すようなコンデンサ
26の帰還側を接地した回路に入力されたときのノード
N11の信号波形は、該入力信号Si10が、抵抗22
及びコンデンサ26で構成されるローパスフィルタを通
して入力されるので、図6のノードN11の波形に示す
ように、位相が遅れ、振幅が若干下がった信号としてC
MOSインバータ23に入力される。
【0015】次に、図5の回路において、図4のノード
N11と同様な入力波形の信号が入力されたとすると、
図5の出力端子25には、図6に示すような方形波の出
力信号So10が出力される。この方形波の出力信号S
o10は、図5の抵抗22及びコンデンサ26で微分さ
れるので、ノードN12には、図6に示すような微分波
形の信号が出力される。
【0016】本実施例の図1に示すシミットトリガ回路
では、図4と図5の動作を組合わせた動作となり、図1
のCMOSインバータ23の入力側ノードN10には、
図6に示すような波形の信号が入力されることになる。
そのため、ノードN10上の信号が第1のCMOSイン
バータ23のスレッシホールド電圧を越えると、該CM
OSインバータ23で反転され、さらにその反転信号が
第2のCMOSインバータ24のスレッシホールド電圧
を越えると、該CMOSインバータ24で反転されて、
図6に示すような方形波の出力信号So10が出力端子
25から出力される。
【0017】次に、本実施例のシミット動作を説明する
ため、図7に示すようなノイズの含まれた入力信号Si
10が入力された場合の動作について説明する。図7に
示すように、入力信号Si10の1/2・VDD付近の
Aにノイズがのった場合、図1の入力側ノードN10の
ゲート入力波形は、通常より若干早く立上がるが、その
立上がった時点で出力端子25側よりコンデンサ26を
介して正帰還がかかり、入力側ノードN10の入力レベ
ルがすぐにVDDレベルを越えるところまで充電され
る。そのため、図7のAの箇所において最後にノイズの
立下がりが発生しても、CMOSインバータ23のスレ
ッシホールド電圧まで低下することがないので、図7の
破線で示すようなB箇所において波形が割れてしまうよ
うな影響はない。
【0018】本実施例では、次のような利点を有してい
る。 (a) 入力信号Si10にノイズが含まれている場合
でも、図7のBの箇所のように波形が割れてしまうよう
な影響がなく、良好なシミット特性が得られる。 (b) 本実施例の回路では、図4に示すように、入力
端子21からみると抵抗22及びコンデンサ26からな
るローパスフィルタとして動作するので、高周波のノイ
ズがのったときには振幅が低減されるので、シミット動
作と相まって、このようなシミットトリガ回路の本来の
目的であるノイズで誤動作しないという目的を達成する
のに最適である。従って、このような特徴があるので、
シミット動作の誤動作をローパスフィルタの動作で補
い、少ないシミット幅でも動作させることが可能とな
り、帰還量が少なくなる分、消費電流を低減できる。 (c) 従来の図3に示すようなコンデンサ12,16
のみを用いた回路の欠点であった直流領域での信号伝達
動作も確実に行えるという利点を有している。 (d) 本実施例の回路は、PMOS23a,24a及
びNMOS23b,24bと、通常の抵抗22及びコン
デンサ26とで構成されているので、同一半導体基板内
に簡単に集積化することができ、それによって回路規模
の小型化が可能となる。
【0019】なお、本発明は図示の実施例に限定され
ず、例えば、CMOSインバータ23,24を通常のP
MOSとNMOSからなるMOSインバータで構成した
り、あるいは抵抗22やコンデンサ26をMOSトラン
ジスタ等を用いて構成する等、種々の変形が可能であ
る。
【0020】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、第1の発明
によれば、偶数個のMOSインバータの入力側に入力用
抵抗を接続すると共に、それらのMOSインバータと並
列に帰還用コンデンサを接続したので、入力信号にノイ
ズが含まれているようなときでも、帰還用コンデンサの
充電動作によって出力信号の波形が割れるような影響が
なく、良好なシミット特性が得られる。しかも、入力用
抵抗及び帰還用コンデンサで構成されるローパスフィル
タの動作により、シミット動作の誤動作が抑制され、少
ないシミット幅でも動作させることが可能となり、帰還
量が少なくなる分、消費電流を低減できる。さらに、直
流領域での信号伝達動作も確実に行える。
【0021】第2の発明によれば、MOSトランジスタ
と通常の抵抗及びコンデンサとで、シミットトリガ回路
が構成されているので、同一半導体基板内に簡単に集積
化でき、それによって回路規模の小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すシミットトリガ回路の回
路図である。
【図2】従来のシミットトリガ回路の回路図である。
【図3】従来の他のシミットトリガ回路の回路図であ
る。
【図4】図1に示すシミットトリガ回路のコンデンサの
帰還側を接地した回路を示す図である。
【図5】図1のシミットトリガ回路の抵抗を分離して接
地した回路を示す図である。
【図6】図1、図4、及び図5の動作波形図である。
【図7】図1においてノイズを含む入力信号が入力され
たときの動作波形図である。
【符号の説明】
21 入力端子 22 入力用抵抗 23,24 第1,第2のCMOSインバータ 25 出力端子 26 帰還用コンデンサ N10 入力側ノード Si10 入力信号 So10 出力信号

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力端子と入力側ノードとの間に接続さ
    れた入力用抵抗と、 前記入力側ノードと出力端子との間に直列接続された偶
    数個のMOSインバータと、 前記出力端子と前記入力側ノードとの間に帰還接続され
    た帰還用コンデンサとを、 備えたことを特徴とするシミットトリガ回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のシミットトリガ回路にお
    いて、 前記入力用抵抗、偶数個のMOSインバータ、及び帰還
    用コンデンサをモノリシック集積回路で構成したことを
    特徴とするシミットトリガ回路。
JP4084288A 1992-04-07 1992-04-07 シミットトリガ回路 Pending JPH05291887A (ja)

Priority Applications (2)

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JP4084288A JPH05291887A (ja) 1992-04-07 1992-04-07 シミットトリガ回路
US08/042,406 US5438292A (en) 1992-04-07 1993-04-02 Schmitt trigger circuit with CMOS inverters and filtering means

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