JPH058606B2 - - Google Patents

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JPH058606B2
JPH058606B2 JP58172967A JP17296783A JPH058606B2 JP H058606 B2 JPH058606 B2 JP H058606B2 JP 58172967 A JP58172967 A JP 58172967A JP 17296783 A JP17296783 A JP 17296783A JP H058606 B2 JPH058606 B2 JP H058606B2
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JP
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mos transistor
gate
input
channel mos
voltage
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JP58172967A
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Japanese (ja)
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Tatsuji Matsura
Toshiro Tsukada
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication of JPH058606B2 publication Critical patent/JPH058606B2/ja
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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

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は集積化されたA/D変換器等に用いる
チヨツパタイプコンパレータに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a chopper type comparator used in an integrated A/D converter or the like.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

従来のCMOSによるチヨツパタイプコンパレ
ータは、文献(IE3VOL SC−14No.6DEC1979,
pp.926−932)で知られている。第1図にこのコ
ンパレータを示す。このコンパレータは、pMOS
21およびnMOS22から成るCMOSインバータ
と、インバータの入出力を短絡するスイツチ40
と、参照電圧Vref入力端子13と、入力信号Vio
入力端子12と、結合コンデンサ31と、結合コ
ンデンサを端子12又は14に切り換えるスイツ
チ41,42より構成されている。なお端子10
はコンパレータの入力端子、端子11は出力端
子、コンデンサ32は負荷容量である。この回路
は次のように2相クロツクで動作する。クロツク
期間φすなわちリセツト期間で、スイツチ40と
41を閉じ、入力端子10が参照電圧のとき出力
が論理スレツシヨルド電圧になるよう設定する。
つぎのクロツク期間でスイツチ40を開きイン
バータをアンプとして動作させると同時に、スイ
ツチ41を開き42を閉じ入力を参照電圧から入
力電圧に変える。すると入力電圧と参照電圧の差
が増幅されて出力される。
The conventional CMOS chip type comparator is described in the literature (IE 3 VOL SC-14No.6DEC1979,
pp.926-932). Figure 1 shows this comparator. This comparator is pMOS
A CMOS inverter consisting of 21 and nMOS 22, and a switch 40 that shorts the input and output of the inverter.
, reference voltage V ref input terminal 13, and input signal V io
It consists of an input terminal 12, a coupling capacitor 31, and switches 41 and 42 for switching the coupling capacitor to the terminal 12 or 14. Note that terminal 10
is an input terminal of the comparator, terminal 11 is an output terminal, and capacitor 32 is a load capacitance. This circuit operates with a two-phase clock as follows. During the clock period .phi., or reset period, switches 40 and 41 are closed and set so that when input terminal 10 is at the reference voltage, the output is at the logic threshold voltage.
In the next clock period, switch 40 is opened to operate the inverter as an amplifier, and at the same time, switch 41 is opened and switch 42 is closed to change the input voltage from the reference voltage to the input voltage. Then, the difference between the input voltage and the reference voltage is amplified and output.

この回路は単純で優れているが、リセツト期間
でスイツチ40を閉じインバータの入出力を短絡
するので電源からグランドへの貫通電流が流れ、
低消費電力化には適さない。特にコンパレータの
動作速度を速めるよう設計すると消費電力が大き
くなる欠点がある。
This circuit is simple and excellent, but since the switch 40 is closed during the reset period and the input and output of the inverter are shorted, a through current flows from the power supply to the ground.
Not suitable for reducing power consumption. In particular, if the comparator is designed to increase its operating speed, it has the disadvantage of increasing power consumption.

クロツク期間の動作速度は(1)式で表わせる。
ただし動作速度を出力電圧V0の変化速度で表わ
すことにする。
The operating speed during the clock period can be expressed by equation (1).
However, the operating speed will be expressed by the rate of change of the output voltage V0 .

dV0/dt=−1/CLk(gnN+gnP)ΔV …(1) ここでCLは負荷容量32の容量値、ΔVは入力
電圧Vioと参照電圧Vrefの差、kは入力信号ΔVの
分圧比で、結合コンデンサ31の容量値をCC
インバータ入力端子のゲート容量等による寄生容
量をCSとすればk=CC/(CC+CS)となる。
gnN,gnPはそれぞれnMOS22およびpMOS21
の相互コンダクタンスである。
dV 0 /dt=-1/C L k (g nN + g nP ) ΔV (1) Here, CL is the capacitance value of the load capacitor 32, ΔV is the difference between the input voltage V io and the reference voltage V ref , and k is the The capacitance value of the coupling capacitor 31 is determined by the voltage division ratio of the input signal ΔV as C C ,
Letting C S be the parasitic capacitance due to the gate capacitance of the inverter input terminal, k=C C /(C C +C S ).
g nN and g nP are nMOS22 and pMOS21, respectively
is the mutual conductance of

(1)式から出力電圧の変化速度を増すには相互コ
ンダクタンスgnを上げればよい。nMOSの相互コ
ンダクタンスgnNは(2)式で書かれる。
From equation (1), increasing the rate of change in the output voltage can be achieved by increasing the mutual conductance g n . The mutual conductance g nN of nMOS is written by equation (2).

gnN=βN(W/L)N(VGS−VT) …(2) ここでβNはコンダクタンス定数、(W/L)N
トランジスタのゲート幅Wとゲート長Lの比、
VGSはゲート・ソース間バイアス、VTはスレツシ
ヨルド電圧である。第1図のコンパレータの場合
ゲート・ソース間バイアス電圧は論理スレツシヨ
ルド電圧VLTに設定されるから、VGS=VLTとな
る。したがつて相互コンダクタンスを増すには
(W/L)Nを大きくすることが必要である。とこ
ろでリセツト期間の貫通電流は(3)式のように書け
る。
g nN = β N (W/L) N (V GS − V T ) ...(2) Here, β N is the conductance constant, (W/L) N is the ratio of the gate width W and gate length L of the transistor,
V GS is the gate-source bias, and V T is the threshold voltage. In the case of the comparator shown in FIG. 1, the gate-source bias voltage is set to the logic threshold voltage VLT , so VGS = VLT . Therefore, in order to increase the mutual conductance, it is necessary to increase (W/L) N . By the way, the through current during the reset period can be written as equation (3).

I=1/2βN(W/L)N(VGS−VT2 …(3) ただしVGS=VLTである。したがつて従来型の
コンパレータでは相互コンダクタンスを増すため
(W/L)Nを大きくすると貫通電流も増してしま
い、消費電力が大きくなる欠点があつた。
I=1/2β N (W/L) N (V GS −V T ) 2 …(3) However, V GS = V LT . Therefore, in conventional comparators, when (W/L) N is increased to increase the mutual conductance, the through current also increases, which has the disadvantage of increasing power consumption.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、低消費電力のコンパレータ回
路を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a comparator circuit with low power consumption.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明では、相互コンダクタンスが(W/L)
と実効ゲートバイアス(VGS−VT)に比例するの
に対し、貫通電流が(W/L)に比例し実効バイ
アス(VGS−VT)の二乗に比例することに着目
し、(W/L)を増しかつ実効ゲートバイアスを
低減できる回路構成を発明することにより高速化
と低消費電力化を計つた。
In the present invention, the mutual conductance is (W/L)
is proportional to the effective gate bias (V GS - V T ), while the through current is proportional to (W/L) and proportional to the square of the effective bias (V GS - V T ), and (W By inventing a circuit configuration that can increase /L) and reduce the effective gate bias, we aimed to increase speed and reduce power consumption.

本発明の代表的な実施例によるチヨツパタイプ
コンパレータは、 入力端子10に入力電圧もしくは参照電圧を選
択的に印加する入力手段41,42と、 そのソースが第1の動作電位点に接続され、そ
のドレインが出力端子11に接続されたPチヤネ
ルMOSトランジスタ21と、 そのソースが第2の動作電位点に接続され、そ
のドレインが上記出力端子11に接続されたNチ
ヤネルMOSトランジスタ22とを具備し、 上記PチヤネルMOSトランジスタ21および
上記NチヤネルMOSトランジスタ22のゲート
と上記入力端子10との間が容量結合されてな
り、 上記入力手段41,42によつて上記入力端子
10に上記参照電圧を印加する際、上記Pチヤネ
ルMOSトランジスタ21および上記Nチヤネル
MOSトランジスタ22のゲート電位を設定する
手段40−1,40−2を具備し、 上記入力手段41,42によつて上記入力端子
10に上記入力電圧を印加する際、上記ゲート電
位設定手段40−1,40−2の動作を停止する
ことによつて上記参照電圧と上記入力電圧の差を
増幅した出力信号を上記出力端子11に発生する
チヨツパタイプコンパレータであつて、 上記ゲート電位設定手段40−1,40−2
は、上記PチヤネルMOSトランジスタ21のゲ
ートを上記第1の動作電位点の電位と異なる第1
の電位に設定する第1の手段40−2と、上記N
チヤネルMOSトランジストランジスタ22のゲ
ートを上記第2の動作電位点の電位および上記第
1の電位と異なる第2の電位に設定する第2の手
段40−1とからなることを特徴とするものであ
る(第2図参照)。
A chopper type comparator according to a typical embodiment of the present invention includes input means 41 and 42 for selectively applying an input voltage or a reference voltage to an input terminal 10, and a source thereof connected to a first operating potential point. , a P-channel MOS transistor 21 whose drain is connected to the output terminal 11, and an N-channel MOS transistor 22 whose source is connected to the second operating potential point and whose drain is connected to the output terminal 11. The gates of the P-channel MOS transistor 21 and the N-channel MOS transistor 22 are capacitively coupled to the input terminal 10, and the reference voltage is applied to the input terminal 10 by the input means 41 and 42. When applying the voltage, the P channel MOS transistor 21 and the N channel
It comprises means 40-1 and 40-2 for setting the gate potential of the MOS transistor 22, and when the input voltage is applied to the input terminal 10 by the input means 41 and 42, the gate potential setting means 40- A chopper type comparator that generates an output signal at the output terminal 11 by amplifying the difference between the reference voltage and the input voltage by stopping the operation of the reference voltage and the input voltage, the gate potential setting means 40-1, 40-2
sets the gate of the P-channel MOS transistor 21 to a first potential different from the first operating potential point.
a first means 40-2 for setting the potential to N;
It is characterized by comprising a second means 40-1 for setting the gate of the channel MOS transistor 22 to the potential of the second operating potential point and a second potential different from the first potential. (See Figure 2).

従つて、コンパレータの動作速度を確保するた
め、PチヤネルおよびNチヤネルのMOSトラン
ジスタの相互コンダクタンス(W/L)を従来通
りとしても、第1の手段40−2によつて設定さ
れる第1の電位を第1の動作電位点の電位より若
干低いレベルとし、第2の手段40−1によつて
設定される第2の電位を第2の動作電位点の電位
より若干高いレベルとすることによつて、Pチヤ
ネルおよびNチヤネルのMOSトランジスタに流
れる貫通電流を大幅に削減することが可能とな
る。
Therefore, in order to ensure the operating speed of the comparator, even if the mutual conductance (W/L) of the P channel and N channel MOS transistors is the same as before, the first value set by the first means 40-2 is The potential is set at a level slightly lower than the potential at the first operating potential point, and the second potential set by the second means 40-1 is set at a level slightly higher than the potential at the second operating potential point. Therefore, it is possible to significantly reduce the through current flowing through the P-channel and N-channel MOS transistors.

また、第1と第2の電位を上記のように比較的
浅いバイアスに設定し、その分Pチヤネルおよび
NチヤネルのMOSトランジスタの相互コンダク
タンス(W/L)を大幅に増大しても、貫通電流
を従来と同等の値に保つことができる。この場合
は、相互コンダクタンス(W/L)の大幅な増大
によつて、コンパレータの動作速度を大幅に改善
することができる。
Furthermore, even if the first and second potentials are set to a relatively shallow bias as described above and the mutual conductance (W/L) of the P-channel and N-channel MOS transistors is increased accordingly, the through current can be kept at the same value as before. In this case, the operating speed of the comparator can be significantly improved by significantly increasing the mutual conductance (W/L).

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明す
る。第2図は本発明の第1の実施例を示す図であ
る。従来型コンパレータのインバータ接続をや
め、pMOS21のゲートバイアス端子13を新た
に設け、さらにpMOS21に信号を入力する結合
コンデンサ31−1を設けた。この回路も2相ク
ロツクで動作する。クロツク期間φ(リセツト期
間)でスイツチ40−1と40−2および41を
閉じる。pMOS21のゲート電圧が端子13に加
えられたゲートバイアス電圧VPとなり、また
nMOS22のゲート電圧はpMOSに流れる電流に
よりあるリセツトレベルVRに決まる。スイツチ
41が閉じられているので、結合コンデンサ31
−1,31−2には、入力端子10が参照電圧の
とき出力がリセツトレベルVRになる電荷が蓄積
される。つぎのクロツク期間でスイツチ40−
1,40−2,41を開き、アンプとして動作さ
せると同時に、スイツチ41を開き42を閉じ入
力を参照電圧から入力電圧に変える。すると入力
電圧と参照電圧の差が増幅されて出力される。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to Examples. FIG. 2 is a diagram showing a first embodiment of the present invention. The inverter connection of the conventional comparator was removed, a new gate bias terminal 13 of the pMOS 21 was provided, and a coupling capacitor 31-1 for inputting a signal to the pMOS 21 was provided. This circuit also operates with a two-phase clock. Switches 40-1, 40-2 and 41 are closed during the clock period φ (reset period). The gate voltage of pMOS21 becomes the gate bias voltage V P applied to terminal 13, and
The gate voltage of the nMOS 22 is determined to a certain reset level V R by the current flowing through the pMOS. Since switch 41 is closed, coupling capacitor 31
-1 and 31-2, charges are accumulated so that the output becomes the reset level V R when the input terminal 10 is at the reference voltage. switch 40- in the next clock period
1, 40-2, 41 are opened to operate as an amplifier, and at the same time, switch 41 is opened and switch 42 is closed to change the input voltage from the reference voltage to the input voltage. Then, the difference between the input voltage and the reference voltage is amplified and output.

この回路ではリセツト時の出力電圧VRは論理
スレツシヨルドVLTより低い。しかし次段のラツ
チ又はコンパレータと結合コンデンサで結ぶこと
によりレベルシフトさせれば問題にならない。
In this circuit, the output voltage V R at reset is lower than the logic threshold V LT . However, this will not be a problem if the level is shifted by connecting it to the next stage latch or comparator with a coupling capacitor.

この発明の効果を説明するために、従来のコン
パレータと消費電力すなわち貫通電流を同一にし
たまま速度を数倍に上げる設計法を説明する。
In order to explain the effects of the present invention, a design method will be described that increases the speed several times while keeping the power consumption, that is, the through current, the same as that of a conventional comparator.

本発明のコンパレータの動作速度は(4)式で表わ
せる。
The operating speed of the comparator of the present invention can be expressed by equation (4).

dV0/dt=−1/CL(kNgnN+kPgnP)ΔV …(4) ただしkNは入力信号のNMOS側分圧比、kP
入力信号のpMOS側分圧比である。結合コンデン
サ31−1,31−2の大きさをCCP,CCN
pMOS21およびnMOSゲート寄生容量をCSP
CSNとすると kP=CCP/CCP+CSP,kN=CCN/CCN+CSN である。なお従来型コンパレータと本発明のコン
パレータでの入力信号分圧比はほぼ等しい。
dV 0 /dt=-1/C L (k N g nN + k P g nP ) ΔV (4) where k N is the NMOS side voltage division ratio of the input signal, and k P is the pMOS side voltage division ratio of the input signal. The sizes of the coupling capacitors 31-1 and 31-2 are C CP , C CN ,
The pMOS21 and nMOS gate parasitic capacitance is C SP ,
Assuming C SN , k P =C CP /C CP +C SP , k N =C CN /C CN +C SN . Note that the input signal voltage division ratios of the conventional comparator and the comparator of the present invention are approximately equal.

kP=kN=k また本発明のコンパレータの相互コンダクタン
ス及び貫通電流は従来型と同じ(2)式及び(3)式で表
わせる。
k P =k N =k Furthermore, the mutual conductance and through current of the comparator of the present invention can be expressed by equations (2) and (3), which are the same as those of the conventional type.

いまかりに本発明のコンパレータの実効バイア
ス電圧(VGS−VT)と(W/L)を、従来のコン
パレータの実効バイアス電圧(VGS−VT)と
(W/L)に等しくするとクロツク期間での動
作速度と貫通電流は等しくなる。
For example, if the effective bias voltage (V GS -V T ) and (W/L) of the comparator of the present invention are equal to the effective bias voltage (V GS -V T ) and (W/L) of the conventional comparator, the clock period The operating speed and through current are equal at .

つぎに貫通電流を変えないようにトランジスタ
のゲートサイズ(W/L)をx2倍しかつ実効バイ
アス電圧を1/x倍すると、相互コンダクタンス
は(2)式からx倍になることがわかる。もし分圧比
kP,kN及び負荷容量CLがほぼかわらなければ、
クロツク期間での動作速度は相互コンダクタン
スに比例するからx倍になる。
Next, if the gate size (W/L) of the transistor is multiplied by x 2 and the effective bias voltage is multiplied by 1/x so as not to change the through current, it can be seen from equation (2) that the mutual conductance becomes x times. If the partial pressure ratio
If k P , k N and load capacity C L remain almost unchanged,
Since the operating speed during the clock period is proportional to the mutual conductance, it is multiplied by x.

実効バイアス電圧は5V電源の従来型の場合は
約2Vである。本発明のコンパレータでは実効バ
イアス電圧は約0.3Vすなわちサブスレツシヨル
ド電圧になる直前まで低下できる。実効バイアス
電圧は1/7程度になり、したがつて理想的にはコ
ンパレータのクロツク期間での動作速度を約7
倍にできることになる。
The effective bias voltage is approximately 2V for a conventional 5V supply. In the comparator of the present invention, the effective bias voltage can be reduced to approximately 0.3V, ie, just below the subthreshold voltage. The effective bias voltage will be about 1/7, so ideally the operating speed during the comparator clock period should be about 7
This will allow you to double the amount.

実際にはトランジスタサイズ(W/L)をx2
にするため寄生容量が増し、分圧比kP,kNが低
下しかつ負荷容量も増すからx倍まではよくなら
ない。寄生容量の増加分を考慮に入れて動作速度
の改善効果を求めると、詳細は省略するが、ゲー
ト容量が結合容量の2%のときは2.4倍、3%の
ときは2.0倍、5%のときは1.6倍の効果がある。
In reality, since the transistor size (W/L) is doubled by x, the parasitic capacitance increases, the voltage division ratios k P and k N decrease, and the load capacitance also increases, so the improvement is not as good as x. Taking into account the increase in parasitic capacitance, the improvement in operating speed is calculated by 2.4 times when the gate capacitance is 2% of the coupling capacitance, 2.0 times when it is 3% of the coupling capacitance, and 2.0 times when the gate capacitance is 3% of the coupling capacitance, although the details are omitted. It is 1.6 times more effective.

コンパレータは2相クロツクで動作するので全
体の動作速度を向上するには、クロツク期間で
の動作速度が向上すると同時に、クロツク期間φ
での動作速度も向上しなければならない。
Since the comparator operates with a two-phase clock, in order to improve the overall operating speed, it is necessary to increase the operating speed during the clock period and at the same time
The operating speed must also be improved.

本発明のコンパレータのクロツク期間φでの動
作速度は時定数τで表わすと、 τ=CL+CS+CC/gn/2 …(5) となる。ただしgnP=gnNと仮定した。
The operating speed of the comparator of the present invention during the clock period φ is expressed by the time constant τ, as follows: τ=C L +C S +C C /g n /2 (5). However, it was assumed that g nP = g nN .

寄生容量の増加を考慮しなければ実効バイアス
電圧を1/x倍すると動作速度がx/2倍される
ことがわかる。寄生容量増加を入れて計算する
と、ゲート容量が結合容量の2%のときは3.6倍、
3%のときは3.0倍、5%のときは2.4倍の改善効
果が得られる。したがつて本発明のコンパレータ
は2相クロツク期間どちらの動作速度も向上す
る。
It can be seen that if the effective bias voltage is multiplied by 1/x, the operating speed is multiplied by x/2, unless an increase in parasitic capacitance is taken into consideration. When calculating by including the increase in parasitic capacitance, when the gate capacitance is 2% of the coupling capacitance, it is 3.6 times,
At 3%, the improvement effect is 3.0 times, and at 5%, the improvement effect is 2.4 times. Therefore, the comparator of the present invention has improved operating speed during both two-phase clock periods.

コンパレータの性能は速度だけでなく利得も高
いことが望ましい。利得Aは次式で表わせる。
It is desirable that the performance of the comparator is high not only in speed but also in gain. Gain A can be expressed by the following equation.

A=gn・Rput …(6) ここでRputはインバータの出力抵抗である。イ
ンバータの出力抵抗は貫通電流に反比例する。実
効ゲートバイアスを1/x倍し、ゲートサイズを
x2倍する前記の設計法によれば貫通電流は従来型
と等しいので出力抵抗は従来型と等しく相互コン
ダクタンスはx倍になるので利得はx倍になる。
つまり本発明によれば高速かつ高利得なコンパレ
ータが得られる。
A=g n ·R put (6) Here, R put is the output resistance of the inverter. The output resistance of an inverter is inversely proportional to the through current. Multiply the effective gate bias by 1/x and set the gate size as
According to the above design method of multiplying x by 2 , the through current is equal to that of the conventional type, so the output resistance is equal to that of the conventional type, and the mutual conductance is x times higher, so the gain is x times higher.
In other words, according to the present invention, a high speed and high gain comparator can be obtained.

つぎに本発明の第2の実施例を第3図に示す。
第1の実施例における結合コンデンサの接続を変
更したもので、第1の実施例と同じ効果が得られ
る。
Next, a second embodiment of the present invention is shown in FIG.
The connection of the coupling capacitor in the first embodiment is changed, and the same effect as in the first embodiment can be obtained.

つぎに本発明の第3の実施例を第4図に示す。
第1の実施例におけるインバータにトランジスタ
23および24によるゲート接地増幅器を挿入し
た。端子15および16はゲートバイアスを与え
る端子である。この回路は増幅段1段で従来の増
幅段2段分の利得があり、従来のコンパレータを
2段縦続接続したコンパレータに比較し、利得は
同等遅延時間が短かくかつ消費電力が1/2のコン
パレータになる。
Next, a third embodiment of the present invention is shown in FIG.
A common gate amplifier made up of transistors 23 and 24 was inserted into the inverter in the first embodiment. Terminals 15 and 16 are terminals that apply gate bias. This circuit has one amplifier stage and the same gain as two conventional amplifier stages.Compared to a conventional comparator in which two stages are connected in series, this circuit has the same gain, shorter delay time, and half the power consumption. Become a comparator.

最後にクロツクフイードスルー対策について述
べる。従来型コンパレータではリセツトスイツチ
40の制御クロツクが信号にもれ込むクロツクフ
イードスルーのため発生するオフセツト誤差が問
題であつた。そのためリセツトスイツチ40に
CMOSを使い、また補償スイツチを用いるなど
の手段でインバータの入力側へもれ込むクロツク
フイードスルーをほぼ零にする必要があつた。し
かしクロツクの位相ずれにより補償効果が変わる
などの問題があつた。
Finally, we will discuss countermeasures against clock feed through. A problem with conventional comparators is offset errors caused by clock feedthrough, where the control clock of the reset switch 40 leaks into the signal. Therefore, reset switch 40
It was necessary to use CMOS and compensation switches to reduce the clock feedthrough that leaked into the inverter's input side to almost zero. However, there were problems such as the compensation effect changing due to the phase shift of the clock.

本発明のコンパレータではリセツトスイツチが
40−1と40−2の2つに分れている。スイツ
チ40−1のフイードスルーとスイツチ40−2
のフイードスルーの極性が逆で大きさがほぼ等し
ければフイードスルーがあつてもオフセツト誤差
が小さい。そのためスイツチ40−1とスイツチ
40−2には相補極性のトランジスタを用いる。
このときにはクロツクの位相が多少ずれてもオフ
セツト誤差はあまり変らない。
In the comparator of the present invention, the reset switch is divided into two, 40-1 and 40-2. Feedthrough of switch 40-1 and switch 40-2
If the polarities of the feedthroughs are opposite and the sizes are almost equal, the offset error will be small even if there is a feedthrough. Therefore, transistors with complementary polarities are used for switch 40-1 and switch 40-2.
At this time, even if the clock phase is slightly shifted, the offset error does not change much.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上に説明したように、本発明によれば低消費
コンパレータを得ることができる。
As explained above, according to the present invention, a low consumption comparator can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来型コンパレータの回路図、第2図
は本発明の第1の実施例を示す回路図、第3図は
第2の実施例を示す回路図、第4図は第3図の実
施例を示す回路図である。 21,22…インバータを構成するトランジス
タ、31−1,31−2…結合コンデンサ、40
−1,40−2…リセツトスイツチ、10…コン
パレータ入力端子、11…コンパレータ出力端
子。
Fig. 1 is a circuit diagram of a conventional comparator, Fig. 2 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention, Fig. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment, and Fig. 4 is a circuit diagram of a conventional comparator. FIG. 2 is a circuit diagram showing an example. 21, 22...Transistor constituting an inverter, 31-1, 31-2...Coupling capacitor, 40
-1, 40-2...Reset switch, 10...Comparator input terminal, 11...Comparator output terminal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 入力端子に入力電圧もしくは参照電圧を選択
的に印加する入力手段と、 そのソースが第1の動作電位点に接続され、そ
のドレインが出力端子に接続されたPチヤネル
MOSトランジスタと、 そのソースが第2の動作電位点に接続され、そ
のドレインが上記出力端子に接続されたNチヤネ
ルMOSトランジスタとを具備し、 上記PチヤネルMOSトランジスタおよび上記
NチヤネルMOSトランジスタのゲートと上記入
力端子との間が容量結合されてなり、 上記入力手段によつて上記入力端子に上記参照
電圧を印加する際、上記PチヤネルMOSトラン
ジスタおよび上記NチヤネルMOSトランジスタ
のゲート電位を設定する手段を具備し、 上記入力手段によつて上記入力端子に上記入力
電圧を印加する際、上記ゲート電位設定手段の動
作を停止することによつて上記参照電圧と上記入
力電圧の差を増幅した出力信号を上記出力端子に
発生するチヨツパタイプコンパレータであつて、 上記ゲート電位設定手段は、上記Pチヤネル
MOSトランジスタのゲートを上記第1の動作電
位点と異なる電位のゲートバイアス電位点に接続
する第1のスイツチ手段と、上記Nチヤネル
MOSトランジスタのゲートと上記出力端子との
間を接続する第2のスイツチ手段により構成され
てなることを特徴とするチヨツパタイプコンパレ
ータ。 2 上記PチヤネルMOSトランジスタのドレイ
ン端子と上記出力端子との間がゲート接地形の他
のPチヤネルMOSトランジスタのソース・ドレ
イン経路を介して接続され、 上記NチヤネルMOSトランジスタのドレイン
端子と上記出力端子との間がゲート接地形の他の
NチヤネルMOSトランジスタのソース・ドレイ
ン経路を介して接続されてなることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載のチヨツパタイプコン
パレータ。
[Claims] 1. An input means for selectively applying an input voltage or a reference voltage to an input terminal, and a P channel whose source is connected to a first operating potential point and whose drain is connected to an output terminal.
a MOS transistor, and an N-channel MOS transistor whose source is connected to a second operating potential point and whose drain is connected to the output terminal, the gates of the P-channel MOS transistor and the N-channel MOS transistor and the input terminal is capacitively coupled, and when the reference voltage is applied to the input terminal by the input means, means for setting the gate potential of the P channel MOS transistor and the N channel MOS transistor is provided. When the input voltage is applied to the input terminal by the input means, the operation of the gate potential setting means is stopped to generate an output signal that amplifies the difference between the reference voltage and the input voltage. It is a chopper type comparator generated at the output terminal, and the gate potential setting means is connected to the P channel.
a first switch means for connecting the gate of the MOS transistor to a gate bias potential point having a different potential from the first operating potential point; and
A chopper type comparator comprising second switch means connecting between the gate of the MOS transistor and the output terminal. 2. The drain terminal of the P-channel MOS transistor and the output terminal are connected via a source-drain path of another P-channel MOS transistor whose gate is grounded, and the drain terminal of the N-channel MOS transistor and the output terminal are connected. 2. The chopper type comparator according to claim 1, wherein the chipper type comparator is connected to the source-drain path of another N-channel MOS transistor whose gate is grounded.
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