JPH05312851A - 比較器回路 - Google Patents

比較器回路

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JPH05312851A
JPH05312851A JP5014700A JP1470093A JPH05312851A JP H05312851 A JPH05312851 A JP H05312851A JP 5014700 A JP5014700 A JP 5014700A JP 1470093 A JP1470093 A JP 1470093A JP H05312851 A JPH05312851 A JP H05312851A
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JP
Japan
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voltage
terminal
source
input
gate
Prior art date
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Pending
Application number
JP5014700A
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English (en)
Inventor
Franciscus A C M Schoofs
アドリアヌス コルネリス マリアスホーフス フランシスカス
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/52Circuit arrangements for protecting such amplifiers
    • H03F1/523Circuit arrangements for protecting such amplifiers for amplifiers using field-effect devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0038Circuits for comparing several input signals and for indicating the result of this comparison, e.g. equal, different, greater, smaller (comparing pulses or pulse trains according to amplitude)
    • 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

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Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明比較器回路は第1及び第2電源端子
2,3と、基準電圧用第1入力端子6と、入力信号用信
号端子8に減衰手段7を経て接続された第2入力端子6
とを有する比較器1を具える。減衰手段7は抵抗12と
バイアス電圧端子10とMOSトランジスタ9とを具
え、ドレインdを信号端子8に、ソースs及びバックゲ
ートbgを第2入力端子6に、ゲートgをバイアス電圧
端子10にそれぞれ接続し、抵抗12をゲートgとソー
スsとの間に挿入した構成とする。 【効果】 信号端子8の入力電圧(ドレイン電圧)が高
いときMOSトランジスタ9がその飽和領域で動作し、
ソースsの電圧がバイアス電圧Vbiasにほぼ等しく維持
され、ドレイン電圧がバイアス電圧より低くなるとMO
Sトランジスタ9がその線形領域で導通し、ソースsの
電圧はドレインdの電圧に追従する。斯くして比較器1
が第2入力端子6の過電圧から保護される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電源電圧接続用の第1
及び第2電源端子と、基準電圧接続用の第1入力端子
と、入力電圧接続用の信号端子に減衰手段を経て接続さ
れた第2入力端子とを有する比較器を具えた比較器回路
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】このタイプの比較器回路は一般に知られ
ており、多くの用途に使用されている。この比較器は入
力電圧を基準電圧と比較し、入力電圧が基準電圧を越え
るとき信号を発生する。基準電圧は比較器の電源電圧レ
ンジ内の値を有する。比較器の基準電圧及び電源電圧に
対し大きな入力電圧を測定する場合には一般に減衰器を
用いて入力電圧を電源電圧により決まるレンジ内におさ
める。減衰手段の代わりに、信号端子と比較器の第2入
力端子との間の大きな直列抵抗を有すると共に必要に応
じ第2入力端子と第2電源端子との間の別の抵抗を有す
る抵抗分圧器を用いることもできる。この場合には入力
電圧と比較器の第2入力端子の減衰された電圧との関係
は線形関係になる。多くの場合に線形関係は必要ない。
このような場合には、既知のように、信号端子と第2入
力端子との間の直列抵抗と、第2入力端子と第2電源端
子との間のクランプ手段とから成る減衰手段を用いて信
号を制限することができる。これらの既知の減衰器の欠
点は直列抵抗にある。この抵抗は大きな値にする必要が
あり、特に集積回路において問題になる。他の既知の非
線形減衰手段は、カソードを信号端子に接続し、アノー
ドを比較器の第2入力端子に接続すると共に直列抵抗を
経て基準電圧源にも接続したダイオードによって得るこ
ともできる。このダイオードは高い信号電圧を阻止し、
基準電圧以下の信号電圧の場合に導通する。この既知の
減衰器の欠点はダイオードの電圧降下にあり、この電圧
降下は比較的小さい入力電圧に対し不所望である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、大き
な入力電圧レンジを許容し、良好に集積化でき且つ小入
力信号に対しほぼ線形減衰を示す減衰手段を具えた比較
器回路を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は頭書に記載した
比較器回路において、前記減衰手段は抵抗と、バイアス
電圧接続用のバイアス電圧端子と、ゲート、バックゲー
ト、ソース及びドレインを有するMOSトランジスタと
を具え、該トランジスタのドレインを前記信号端子に、
ソース及びバックゲートを前記第2入力端子に、ゲート
を前記バイアス電圧端子にそれぞれ接続し、前記抵抗を
ゲートとソースとの間に挿入したことを特徴とする。
【0005】この減衰手段によれば、高入力電圧の場合
にMOSトランジスタがその飽和領域で動作し、信号端
子と第2入力端子との間に高インピーダンスを形成す
る。低入力電圧の場合にはMOSトランジスタがその線
形領域で動作し、これら端子間に低インピーダンス(R
ds-on ) を形成する。
【0006】集積回路は通常モノリシック半導体基板内
に形成される。回路に入力する電圧は、P型基板に対し
ては基板電圧より低くしてはならない。N型基板に対し
ては逆に入力電圧は基板電圧を越えてはならない。基板
電圧より低い入力電圧を許すために(P型基板の場
合)、本発明比較器回路の他の実施例では、前記MOS
トランジスタを第2導電型の基板上の第1導電型、即ち
第2導電型と反対導電型の島状領域内に設けられたDM
OSトランジスタとし、該島状領域を第2導電型の第1
タブにより包囲し、該第1タブをこれを取り囲む第1導
電型の第2タブと第1タブ及び基板間に延在する第1導
電型の埋込層とにより基板から分離し、第1及び第2タ
ブの各々に端子を設け、それぞれソース及びゲートに接
続する。この構成によれば、ドレイン電圧が基板電圧よ
り低いとき、第1及び第2タブ間の接合が非導通にな
る。また、高いドレイン電圧のときもソース電圧がバイ
アス電圧源のバイアス電圧より決して高くならず、同様
に前記接合が非導通になる。DMOSトランジスタの使
用は極めて高い入力電圧を許し、この比較器回路は数百
ボルトの整流主電源電圧から直接給電される回路に使用
するのに極めて好適なものとなる。この場合、例えば、
回路のスイッチオン時に、入力電圧が一時的に比較器の
許容値より相当高くなってもよい。
【0007】
【実施例】図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明
する。図1は本発明比較器回路を集積化したものを示
す。この回路は、正電源電圧VPが接続される第1電源
端子2及び負電源電圧VNが接続される第2電源端子3
を有する比較器1を具える。第2電源端子3は集積比較
器回路のP型基板にも接続される。比較器1は第2電源
端子3に対し基準電圧Vref を有する基準電圧源5が接
続される第1入力端子4を具える。比較器1は更に入力
電圧Vinが接続される信号端子8に減衰手段7を経て接
続れた第2入力端子6を具える。この減衰手段7は、信
号端子8に接続されたドレインdと、相互接続され且つ
第2入力端子6に接続されたソースs及びバックゲート
bgと、第2電源端子3に対しバイアス電圧Vbiasを有
するバイアス電圧源11が接続されるバアイス電圧端子
10に接続されたゲートgとを有するMOSトランジス
タ9と、このMOSトランジスタのゲートgとソースs
との間に挿入された抵抗12とを有する。
【0008】正電源電圧VP及びバイアス電圧V
biasは、例えば7ボルトである。MOSトランジスタ9
のしきい値電圧は例えば2.5ボルトである。抵抗12
は、例えば1メガオームの値を有する。ソースsは、ド
レイン電圧がVbias−0.7ボルト(6.3V)以下に
下がると、バックゲート−ドレイン接合を経てドレイン
dの電圧に追従し得る。ドレイン電圧がVbias−しきい
値電圧(7V−2.5V=4.5V)以下に下がると、
MOSトランジスタ9のチャネルが導通し、バックゲー
ト−ドレイン接合が比較的低インピーダンスRds-on
チャネルで側路される。この場合にはソースsは一層精
密にドレインdの電圧に追従する。ドレイン電圧がバイ
アス電圧Vbiasを越えると、MOSトランジスタ9が飽
和状態になり、ソース電圧はドレイン電圧とほぼ無関係
になって、ほぼVbiasの一定値に維持される。従って、
ドレイン電圧及び従って入力電圧VinはMOSトランジ
スタ9が耐え得る値まで、ソース電圧及び従って比較器
1の第2入力端子6の電圧を増大することなく増大する
ことができる。こうして、比較器1の第2入力端子6
に、バイアス電圧Vbiasを越える電圧が現われないよう
にすることが達成される。V biasを比較器1に対し安全
な値、例えばVP(それより低くても高くてもよい)に
選択することにより、信号端子8の入力電圧Vinが一時
的にしろ一時的でないにしろ、或いは故意にしろ、高い
値になっても比較器1が故障しないようにすることがで
きる。入力電圧Vinの最大許容値はMOSトランジスタ
9のブレークダウン電圧により決まる。ラテラルDMO
Sトランジスタ(2重拡散金属酸化物半導体トランジス
タ)ではブレークダウン電圧を数百ボルトにすることが
できる。
【0009】図2はN型エピタキシャル層21及びP型
材料の分離領域23を有するP型基板上に形成されたラ
テラルDMOSトランジスタの構造を示すエピタキシャ
ル層21内に、P型材料の本体領域(バックゲート)2
4が存在し、その中にN型材料のソース25が含まれて
いる。本体領域24とソース25をソース接点sにより
相互接続する。本体領域24から若干離れた位置に、ソ
ース25と同様にN型材料から成るドレイン26が存在
し、ドレイン接点dを具える。ゲートgは本体領域24
とソース25の上方に配置され、これら領域から絶縁さ
れている。
【0010】ドレイン26と基板20との間の接合は基
板電圧(0ボルト)以下になる入力電圧が信号端子8に
加わるのを阻止する。ラテラルDMOSトランジスタ
を、図3に示すようにN型タブ31及びN型埋込層32
によりP型基板20から分離されたP型タブで取り囲む
ことにより、基板に対し負の入力電圧も許容し得るよう
にすることができる。この目的のために、N型タブ31
の接点33をゲートgに接続すると共にP型タブ30の
接点34をラテラルDMOSトランジスタのソースsに
接続する。このようにすると、P型基板20に対し例え
ば−10ボルトの電圧がドレインdに供給されると、P
型タブ30の電圧も約−10ボルトになり、P型タブ3
0とN型タブ埋込層32との間の接合が17ボルトの逆
方向電圧により非導通になる。また、ドレイン電圧が高
い値、例えば200ボルトになると、ソース電圧はV
bias(7ボルト)を越えず、この場合もP型タブとN型
埋込層32との間の接合が非導通になる。
【0011】図示の材料の導電型は反対の導電型に選択
することもできる。この場合には全ての電圧の極性も逆
にする必要がある。図1の比較器回路は個別素子で構成
することもできる。この場合にはMOSトランジスタ9
を例えば通常の個別バーチカルDMOSと置き換えるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明比較器回路の構成を示す図である。
【図2】本発明比較器回路に使用するラテラルDMOS
トランジスタの一例を示すである。
【図3】本発明比較器回路に用いるラテラルDMOSト
ランジスタの他の例を示す図である。
【符号の説明】
1 比較器 2,3 電源端子 4 第1入力端子 5 基準電圧源 6 第2入力端子 7 減衰手段 8 信号端子 9 MOSトランジスタ 10 バイアス電圧端子 11 バイアス電圧源 12 抵抗

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源電圧(VP,VN)接続用の第1及
    び第2電源端子(2,3)と、基準電圧(Vref ) 接続
    用の第1入力端子(4)と、入力電圧(Vin) 接続用の
    信号端子(8)に減衰手段(7)を経て接続された第2
    入力端子(6)とを有する比較器(1)を具えた比較器
    回路において、前記減衰手段(7)は抵抗(12)と、
    バイアス電圧(Vbias) 接続用のバイアス電圧端子(1
    0)と、ゲート(g)、バックゲート(bg)、ソース
    (s)及びドレイン(d)を有するMOSトランジスタ
    (9)とを具え、該トランジスタのドレイン(d)を前
    記信号端子(8)に、ソース(s)及びバックゲート
    (bg)を前記第2入力端子(6)に、ゲート(g)を
    前記バイアス電圧端子(10)にそれぞれ接続し、前記
    抵抗(10)をゲート(g)とソース(s)との間に挿
    入したことを特徴とする比較器回路。
  2. 【請求項2】 前記MOSトランジスタ(9)を第2導
    電型(P)の基板(20)上の第1導電型、即ち第2導
    電型と反対導電型(N)の島状領域(21)内に設けら
    れたDMOSトランジスタとし、該島状領域(21)を
    第2導電型(P)の第1タブ(30)により包囲し、該
    第1タブ(30)をこれを取り囲む第1導電型(N)の
    第2タブ(31)と第1タブ(30)及び基板(20)
    間に延在する第1導電型(N)の埋込層(32)とによ
    り基板(20)から分離し、第1及び第2タブ(30,
    31)の各々に端子(34,33)を設け、それぞれソ
    ース(s)及びゲート(g)に接続したことを特徴とす
    る請求項1記載の比較器回路。
JP5014700A 1992-02-03 1993-02-01 比較器回路 Pending JPH05312851A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP92200297 1992-02-03
NL92200297:7 1992-02-03

Publications (1)

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JPH05312851A true JPH05312851A (ja) 1993-11-26

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ID=8210400

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5014700A Pending JPH05312851A (ja) 1992-02-03 1993-02-01 比較器回路

Country Status (3)

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US (1) US5304865A (ja)
JP (1) JPH05312851A (ja)
DE (1) DE69309337T2 (ja)

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