JPH05312850A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH05312850A
JPH05312850A JP4118662A JP11866292A JPH05312850A JP H05312850 A JPH05312850 A JP H05312850A JP 4118662 A JP4118662 A JP 4118662A JP 11866292 A JP11866292 A JP 11866292A JP H05312850 A JPH05312850 A JP H05312850A
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JP
Japan
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transistor
transistors
field effect
gate
semiconductor integrated
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4118662A
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English (en)
Inventor
Satoru Kubo
哲 久保
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 IC Microcomputer Systems Co Ltd
Original Assignee
NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
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Publication date
Application filed by NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd filed Critical NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/22Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral
    • H03K5/24Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral the characteristic being amplitude
    • H03K5/2472Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral the characteristic being amplitude using field effect transistors
    • H03K5/249Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral the characteristic being amplitude using field effect transistors using clock signals
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
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    • H03K5/22Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral
    • H03K5/24Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral the characteristic being amplitude
    • H03K5/2472Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral the characteristic being amplitude using field effect transistors
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  • Nonlinear Science (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】電圧比較器のレベルシフト回路において、交差
電流路を設け、浮遊容量の充放電時間を短くし、遅延時
間の短縮を図ること。 【構成】第7,第8のPMOSトランジスタM7,M8
と第9,第10のNMOSトランジスタM9,M10と
からなるレベルシフト回路において、新たに第25のト
ランジスタM25を接続し、ゲートには第18〜第24
までのトランジスタM18〜M24で構成されるパンシ
ョットトリガーパルス発生回路の出力信号を加えて、ト
ランジスタM25による電流路を開閉することにより、
第19,20のトランジスタM19,M20のドレイン
の節点の充放電電流を相殺し、電圧変化を早め、遅延時
間を短縮することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路に関し、
特に電圧比較器を有する半導体集積回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の電圧比較器を、図4に示す。
【0003】図4において、本半導体集積回路は、高位
側電源端子1と、出力端子2と、低位側電源端子3と、
反転入力端子4と、正相入力端子5と、第1乃至第9の
Pチャネル型MOS(以下PMOSと記す)トランジス
タM1乃至M9と、第10乃至第17のNチャネル型M
OS(以下NMOSと記す)トランジスタM10乃至M
17とを備えている。
【0004】レベルシフト回路は、第7,第8のPMO
SトランジスタM7,M8,第15,第16のNMOS
トランジスタM15,M16とで構成されている。第
7,第8のPMOSトランジスタM7,M8のゲートが
差動増幅器出力端子2に接続され、第8のPMOSトラ
ンジスタM8と第16のNMOSトランジスタM16の
ドレインから次段へ出力信号を与えている。
【0005】次に動作について説明する。トランジスタ
のしきい値電圧Vthを、PMOSは−0.8v、NM
OSは0.8vとする。
【0006】高位側電源端子1が5v,反転入力端子1
のリファレンスとして2.5v、正相入力端子5に初期
値2.41v,パルス値2.51vの1Vppのパルス
を加えた場合を例にする。正相入力端子5が2.41v
の時、第7,第8のPMOSトランジスタM7,M8の
ゲート間には、正相入力端子5と反転入力端子4との差
が、差動増幅器の利得倍された電圧が現れる。第7のP
MOSトランジスタM7のドレインは、第9のNMOS
トランジスタM9のしきい値電圧Vthの電圧値が、第
8のPMOSトランジスタM8には、高位側電源端子1
の電圧値が現れる。
【0007】次に、正相入力端子5が反転入力端子4の
リファレンス電圧を越え、2.51vまで上昇すると、
第7,第8のPMOSトランジスタM7,M8のゲート
間の電圧は反転し、第7のPMOSトランジスタM7の
ドレインは、第7のPMOSトランジスタM7,M8の
ゲート間の電圧は反転し、第7のPMOSトランジスタ
M7のドレインは、第7のPMOS,第9のNMOSト
ランジスタM7,M9のON抵抗により分割された電圧
が現れ、第8のPMOSトランジスタM9のドレイン
は、低位側電圧源3の電圧値が現れる。レベルシフト回
路内の信号変化時において、各節点におけるゲート容量
及びドレイン,ソース拡散容量に対する充放電電流が流
れる。充放電が終了するまでの時間分だけ、レベルシフ
トの出力端の電圧変化も遅れ、全体の電圧比較器の遅延
時間を大きくしている。このシミュレーション結果を図
7に示す。
【0008】図7において、横軸は秒〔sec〕,縦軸
は電圧〔VOLT〕であり、特性曲線として、入力信号
71,出力信号72が示されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】この従来のレベルシフ
ト回路を用いた電圧比較器では、レベルシフト回路の遅
延時間が大きく、高速動作には不適当である。
【0010】本発明の目的は、前記問題点を解決し、レ
ベルシフト回路の遅延時間を短縮し、高速動作が可能な
半導体集積回路を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の構成は、正相入
力信号,反転入力信号がそれぞれ入力される差動増幅器
の一対の出力を、レベルシフト回路を介して、出力信号
となす半導体集積回路において、第1,第2の電界効果
トランジスタの直列体と第3,第4の電界効果トランジ
スタの直列体とを設け、前記第2の電界効果トランジス
タのドレイン又はソースとゲートと前記第4の電界効果
トランジスタのゲートとを互いに接続し、前記一対の出
力のうち第1の出力を前記第1の電界効果トランジスタ
のゲートに、第2の出力を前記第3の電界効果トランジ
スタのゲートにそれぞれ接続し、前記第4の電界効果ト
ランジスタのドレイン又はソースとゲートとを所定時間
電気的に閉じるスイッチを設けたことを特徴とする。
【0012】
【実施例】図1は本発明の第1の実施例の半導体集積回
路を示す回路図である。図1において、本実施例の半導
体集積回路の電圧比較回路は、高位側電源端子1と、低
位側電源端子3と、出力端子2と、反転入力端子4と、
正相入力端子5と、第1乃至第9のPMOSトランジス
タM1乃至M9と、第10乃至第17のNMOSトラン
ジスタM10乃至M17と、第18乃至第20のPMO
SトランジスタM18乃至M20と、第21乃至第25
のNMOSトランジスタM21乃至M25とを備えてい
る。
【0013】ここで、トランジスタM1乃至M17とそ
の構成は、図4と同様であり、トランジスタM18乃至
M25の構成が図4にはない回路である。
【0014】第18,19,20のPMOSトランジス
タM18,M19,M20と、第21,22,23,2
4のNMOSトランジスタM21〜M24とは、ワンシ
ョットトリガーパルスを発生させる回路である。第25
のNMOSトランジスタM25は、トリガーパルスによ
り開閉される電流通過路を構成している。
【0015】次に動作について説明する。第19のトラ
ンジスタM19がON,第20のトランジスタM20が
OFFとなる差動出力がある場合を例とする。トランジ
スタM19のドレインには、トランジスタM19,トラ
ンジスタM24のON抵抗により分割された電圧(以下
hi電圧)が現れ、トランジスタM20のドレインには
低位側電源の電圧(以下low電圧)が現れる。トラン
ジスタM21はOFF,トランジスタM22はONとな
り、トランジスタM20のドレインの低(low)電圧
が、トランジスタM25のNchのゲートに加わる。
【0016】次に、差動出力の変化により、トランジス
タM20がONになると、トランジスタM21がONと
なり、トランジスタM19のドレインのhi電圧が、ト
ランジスタM25のゲートに現れるが、差動出力がさら
に変化し、トランジスタM19のドレインはlow電圧
となる。このため、わずかな差動出力変化時のスリット
に合わせたパルスを発生させることができる。
【0017】このパルスにより、トランジスタM25を
駆動し、トランジスタM7のドレインからトランジスタ
M8のドレインへ又はトランジスタM8のドレインから
トランジスタM7のドレインへの電流路を、トランジス
タM3,M6のドレインの差動出力が、変化した一瞬間
だけ通路を開き、トランジスタM7,M8のドレインの
接点のお互いの充放電電流を相殺し、レベルシフト回路
の出力端の電圧変化を早め、遅延時間を短縮することが
できる。
【0018】図1を、シミュレーションにて効果の確認
をする。図5は図1の回路におけるシミュレーション結
果を示す波形図である。図5において、出力信51の波
形が、従来回路の図7よりも遅延時間の短縮されている
様子が現れている。図6では、入力信号61とトリガー
パルス62とを示したものである。
【0019】図5において、横軸は秒〔sec〕,縦軸
は電圧〔VOLT〕であり、入力信号53,トリガーパ
ルス52,出力信号51が示されている。
【0020】図2は本発明の第2の実施例の半導体集積
回路の電圧比較器を示す回路図である。
【0021】図2において、本実施例は、反転論理素子
(インバータ)IN1と、第26のPMOSトランジス
タM26とを備えている。この他の回路部分は、図1と
同様である。
【0022】トランジスタM26のドレイン,ソース
を、NMOSトランジスタM25のドレイン,ソースに
並列に接続し、ゲートを反転論理素子IN1の出力に接
続し、この反転論理素子IN1の入力は、トランジスタ
M25のゲートに接続する。トランジスタM26が付加
されることにより、図1の回路によるON抵抗を更に小
さくすることができ、より高速化が図れる。
【0023】尚、図1,図2で使用している電流通過路
を、図3のスイッチ回路S1とし、その他の回路部分は
図3に示されるような構成となる。スイッチ回路S1
は、同様な機能であれば、図1,図2に限定されず、い
かなる回路でもよい。
【0024】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明は、電圧比較
器の入力信号により発生した制御信号によりレベルシフ
ト回路の電流通過路を開閉することにより、遅延時間が
短縮され、高速動作が可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の半導体集積回路を示す
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】本発明の概念をブロックで示す回路図である。
【図4】従来の電圧比較器を示す回路図である。
【図5】図1によるシミュレーション波形の一部を示す
特性図である。
【図6】図1によるシミュレーション波形の他部を示す
特性図である。
【図7】図4によるシミュレーション波形を示す特性図
である。
【符号の説明】
M1〜M9,M18〜M20,M26 Pチャネル型
電界効果型MOSトランジスタ M10〜M17,M21〜M25 Nチャネル型電界
効果型MOSトランジスタ IN1 反転論理回路 S1 スイッチ回路 1 高位側電源端子 2 出力端子 3 低位側電源端子 4 反転入力端子 5 正相入力端子 6 制御信号入力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03K 19/017 8941−5J

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正相入力信号,反転入力信号がそれぞれ
    入力される差動増幅器の一対の出力を、レベルシフト回
    路を介して、出力信号となす半導体集積回路において、
    第1,第2の電界効果トランジスタの直列体と第3,第
    4の電界効果トランジスタの直列体とを設け、前記第2
    の電界効果トランジスタのドレイン又はソースとゲート
    と前記第4の電界効果トランジスタのゲートとを互いに
    接続し、前記一対の出力のうち第1の出力を前記第1の
    電界効果トランジスタのゲートに、第2の出力を前記第
    3の電界効果トランジスタのゲートにそれぞれ接続し、
    前記第4の電界効果トランジスタのドレイン又はソース
    とゲートとを所定時間電気的に閉じるスイッチを設けた
    ことを特徴とする半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 スイッチが、ワンショット・トリガーパ
    ルス発生器で生じたトリガーパルスにより開閉されるも
    のである請求項1記載の半導体集積回路。
JP4118662A 1992-05-12 1992-05-12 半導体集積回路 Withdrawn JPH05312850A (ja)

Priority Applications (2)

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JP4118662A JPH05312850A (ja) 1992-05-12 1992-05-12 半導体集積回路
US08/056,508 US5362995A (en) 1992-05-12 1993-05-03 Voltage comparing circuit

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