JPH0588566B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、閾値切替えによるヒステリシス特性
を有する信号検出回路に関する。

（従来の技術） 従来のヒステリシスを有する検出回路は、第７
図に示されるような構成であり使用されるコンパ
レータの回路例を第８図に示す
（SEMICONDUCTOR DATA BOOK、産業用
リニアIC、インターフエース用IC、頁78、頁83、
日立製作所カタログ）。第７図に示す回路は、出
力V_OUTが低レベル（0V）から高レベル（
V_CC）に移行する入力電圧V_INの条件は(1)式で示
され、高レベルから低レベルに移行する入力電圧
条件は(2)式で示される。

V_INV_CC／R₁＋V_OUT／R₃／（１／R₁＋１／R₂＋１／
R₃）…(1) V_INR₂V_CC／R₂＋［R₁R₃］ …(2) ここで(1)式において、V_OUTは第８図に示すト
ランジスタQ₈の飽和電圧であり近似的にゼロと
おけば(1)(2)式で示される２つの閾値は基準電源で
ある電源電圧V_CCと抵抗によつて決まる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、V_CCが低く、かつ閾値精度を要
求される場合、上記で近似的にゼロとした(1)式の
V_OUT、すなわち第８図のQ₈の飽和電圧の影響が
無視できない。すなわちトランジスタの飽和電圧
はコレクタ電流温度等により数mV〜500mV程度
まで変動する。従つて、R₁R₃としV_CC5Vとす
ると最大10％程度の誤差が発生し精度の高い閾値
設定が困難であるという欠点があつた。

従つて、本発明は集積回路に適した回路構成に
より高精度な閾値切替え設定が可能な回路を得る
ことを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明の特徴は、閾値切替えとして集積化する
ことにより容易に得られる同一特性を有する２ケ
のトランジスタを用いて閾値切替えを行い、かつ
閾値設定がトランジスタの飽和電圧等と無関係に
抵抗と基準電源によつて精度よく設定できること
にある。

（作 用） 上記構成により、閾値電圧は基準電圧を抵抗分
割することにより得られ、かつ閾値切替えスイツ
チには同一特性のペアトランジスタを用いるの
で、トランジスタの飽和電圧の影響をうけるに、
基準電圧が低い場合でも精度のよい比較を行なう
ことが出来る。

（実施例） 第１図は、本発明の第一の実施例である。

コンパレータOP１の正相端子に入力電圧が印
加され、コンパレータ回路OP１は、入力電圧V_IN
と負相端子電圧V_thを比較し、結果を電圧V_putと
して出力すると同時に出力に接続された、トラン
ジスタQ₃，Q₄からなるカレントミラーの入力ト
ランジスタQ₃の電流を制御し、出力トランジス
タQ₄は、閾値切替え用のトランジスタQ₀，Q₁の
Q₀を制御しこれによりQ₁が動作し閾値変更が行
なわれる。入力電圧V_INに対する比較電圧V_th、出
力電圧V_putの波形を第３図に示す。すなわち、
V_INに対して以下の条件で出力が変化する。

V_IN＞V_th＝−V_EE×R₁／R₁＋R₂ (3) V_IN＜V_th＝−V_EE・１／R₂＋ΔV_BE／R₃／１／R₂＋１
／R₃＋１／R₁ (3)式はV_putが高レベルから低レベルへの変化の
場合であり、(4)式はV_pltが低レベルから高レベル
への変化の場合である。ここで、ΔV_EBはトラン
ジスタQ₀，Q₁のベースエミツタ間電圧差であり
各々のコレクタ電流をI_C0，I_C1とすると(5)式で示
される。

ΔV_BE＝V_Tln（I_S1I_C0／I_S0I_C1） …(5) I_S0；トランジスタQ₀の逆方向飽和電流 I_S1；トランジスタQ₁の逆方向飽和電流 V_T；KT／ｑ （26mV） Ta＝25℃ Ｋ ；ボルツマン定数 ｑ ；電子の電荷 Ｔ ；絶対温度 I_S0，I_S1はトランジスタQ₀，Q₁が同一形状で同
一プロセス条件であるならほぼ同一となり集積回
路化することで容易に実現できる。

従つて、トランジスタQ₀，Q₁のコレクタ電流
比が２倍程度異なつても(5)式よりI_S0＝I_S1とする
と、 ΔV_BE26×10^-3ln(2)18×10^-3(V)（Ta＝25℃）
程度であり式(4)に誤差として及ぼす影響度は、
V_EE＝5V R₂＝R₃としても0.4％程度でありほぼ無
視し得る。コンパレータOP１の構成として第２
図に示す構成とすれば、カレントミラーを構成す
るトランジスタQ₃，Q₄は不用であり代りに集積
回路では容易なダブルコレクタを有するPNPト
ランジスタQ₂で構成できる。なお、第２図は参
考例である。

第４図は正の入力信号に対する構成例を示す。
閾値切替え用トランジスタとしてPNPトランジ
スタペアQ₀，Q₁を用い、トランジスタQ₀の駆動
用にトランジスタQ₅，Q₆からなるカレントミラ
ー回路が追加されている。入力V_INに対する各点
の動作電圧は第５図に示す。また閾値設定は式(3)
(4)に−V_EEを＋V_CCに変更すれば良く同様に、ト
ランジスタQ₀，Q₁を同一形状、同一プロセスで
構成することにより精度良く設定できる。

第６図はカレントミラー用トランジスタQ₃，
Q₄，Q₅，Q₆を用いずにコンパレータOP１を構成
する場合の一例である。なお、第６図は参考例で
ある。

（発明の効果） 以上説明したように閾値切替え用としてトラン
ジスタペアを設けることにより従来の閾値切替え
時の低基準電圧使用時の設定誤差を、従来構成の
10％程度から１％以下の誤差にすることが可能で
ある。

従つてヒステリシスを有する検出回路において
閾値に精度を要しかつ使用基準電源電圧が低い所
で使用する検出回路に使用して効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す図、第２
図は第１図におけるコンパレータOP１とその周
辺の例、第３図は第１図の各部電圧波形を示す
図、第４図は本発明の別の実施例を示す図、第５
図は第４図の回路の電圧波形を示す図、第６図は
第４図のコンパレータOP１とその周辺の例を示
す図、第７図は従来のヒステリシス回路の例、第
８図は第７図で用いられるコンパレータの例であ
る。 OP１；コンパレータ、V_IN；入力端子、V_put；
出力端子、Q₀，Q₁；トランジスタペアによるス
イツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力電圧と閾値電圧とを比較し、比較結果を
   出力するヒステリシス特性を有する信号検出回路
   において、 入力電圧と閾値電圧とを比較するコンパレータ
   回路と、 該コンパレータ回路の出力に入力が接続された
   カレントミラー回路と、 電源と基準電位間を複数のインピーダンス素子
   で分割し、その中間点を前記コンパレータ回路の
   閾値電圧端子に接続するインピーダンス手段と、 ベースを相互に接続した同一集積回路の同一特
   性のトランジスタペアであつて、該トランジスタ
   ペアの一方のトランジスタのエミツタが他のイン
   ピーダンス素子を経由して前記インピーダンス手
   段の中間点に接続され前記一方のトランジスタの
   コレクタは電源に接続され、前記トランジスタペ
   アの他方のトランジスタのエミツタは基準電位に
   接続され、前記他方のトランジスタのベースとコ
   レクタは相互に接続されて前記カレントミラー回
   路の出力に接続された閾値切替え手段とを有する
   ことを特徴とする閾値切替え回路。