JPH0589265A - 積分回路 - Google Patents

積分回路

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JPH0589265A
JPH0589265A JP3250083A JP25008391A JPH0589265A JP H0589265 A JPH0589265 A JP H0589265A JP 3250083 A JP3250083 A JP 3250083A JP 25008391 A JP25008391 A JP 25008391A JP H0589265 A JPH0589265 A JP H0589265A
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JP
Japan
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current mirror
mirror circuit
circuit
charging
capacitor
Prior art date
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Pending
Application number
JP3250083A
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English (en)
Inventor
Tadashi Nose
忠司 能勢
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Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
Original Assignee
Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

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  • Networks Using Active Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 積分回路の低消費電力化を実現する。 【構成】 入力信号bが入力される入力端Aと、コンデ
ンサCに一端が接続された出力端Bの間に、充電用カレ
ントミラー回路4と放電用カレントミラー回路5を接続
する。充電用カレントミラー回路4は、電源ライン10
側に接続され、入力端Aがロウレベルのときに電源電圧
VccでオンしてコンデンサCを充電し、入力端Aがハイ
レベルのときはオフする。放電用カレントミラー回路5
は、入力端Aがハイレベルのときにオンして、コンデン
サCの充電電荷の放電を行い、入力端Aがロウレベルの
ときはオフする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ICなどに組み込まれ
る積分回路で、詳しくは複数のトランジスタを組合せ使
用した積分回路に関する。
【0002】
【従来の技術】ICの複数出力端子へのデータ信号の出
力タイミングを遅延させる信号遅延手段や、各種タイマ
ーに適用されるMOSトランジスタ仕様の積分回路の一
般例を図3に示し、これを説明する。
【0003】同図の積分回路は、出力端子2に一端が接
続されたコンデンサCと、コンデンサCの定電流による
充電と放電を行う定電流充放電回路11と、その充電と
放電を切換えるアナログスイッチ回路12を備える。積
分回路の入力端子1に入力された信号aはインバータ3
で反転されて、アナログスイッチ回路12に入力され
る。アナログスイッチ回路12の入力信号bの電位がハ
イレベルかロウレベルかで、後述のようにアナログスイ
ッチ回路12がコンデンサCの充放電の切換えを行う。
アナログスイッチ回路12は、Pチャネル型MOSトラ
ンジスタQ10とNチャネル型MOSトランジスタQ11
ゲート同士、ドレイン同士を接続して構成され、そのゲ
ート接続点に入力信号bが入力され、ドレイン接続点に
出力端子2が接続される。定電流充放電回路11は、同
一特性のPチャンネルMOSトランジスタQ12〜Q14
び同一特性のNチャンネルMOSトランジスタQ15、Q
16を備えた回路で、その内容を次の動作でもって説明す
る。
【0004】定電流充電放電回路11は、ソースを電源
ライン10に接続したMOSトランジスタQ12、Q13
14より構成されるカレントミラー回路を有する。この
各MOSトランジスタQ12、Q13は、常時オンした状態
にあり、常時同一の電流Ic、Idが流れる。電流Ic
は抵抗Rcを介してグランド端子GNDに流れ、その電
流値は電源電圧をVcc、MOSトランジスタQ12のしき
い値をVthとすると、Ic=(Vcc−Vth)/Rcで表
せる。他方の電流Idは、別のカレントミラー回路を構
成する一対のMOSトランジスタQ15、Q16を介してグ
ランド端子GNDに流れる。この状態で、入力信号bが
ハイレベルからロウレベルに反転した場合、アナログス
イッチ回路12のMOSトランジスタQ10がオン、MO
SトランジスタQ11がオフに切換えられる。すると、M
OSトランジスタQ10のソースと電源ライン10の間に
接続されたMOSトランジスタQ14を介して電源電圧V
ccによる電流IeがMOSトランジスタQ10からコンデ
ンサCに流れ、コンデンサCが充電される。この充電電
流IeはMOSトランジスタQ12、Q13、Q14を同一寸
法・形状で構成した場合、前記電流Ic、Idと等しい
電流で、コンデンサCは図4の直線波形(ハ)のように
充電される。
【0005】また、入力信号bがロウレベルからハイレ
ベルに反転すると、アナログスイッチ回路12のMOS
トランジスタQ10がオフ、MOSトランジスタQ11がオ
ンに切換えられる。すると、コンデンサCの充電電荷が
MOSトランジスタQ11とQ 16を通して放電され、放電
電流Ifが流れる。放電電流Ifは、MOSトランジス
タQ15とQ16のカレントミラー回路により、MOSトラ
ンジスタQ15とQ16を同一寸法・形状で構成した場合、
前記電流Ic、Idと等しい電流である。従って、コン
デンサCの放電波形は、図4の直線波形(ニ)となり、
入力信号bの積分波形が得られる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなMOSト
ランジスタ仕様の積分回路は応答性に優れ、高性能IC
などに好適である。しかし、図3の積分回路は、そのM
OSトランジスタのカレントミラー回路からグランド端
子GNDに常に電流Ic、Idを流しておくことによっ
て、初めて動作可能な状態に維持される。このような積
分回路に常時流れる電流Ic、Idは微少であるが、消
費電力の無駄であり、最近の電気製品の省エネルギー化
に背反する。特に、積分回路を多数組み込んだ多機能I
Cにおいては、そのトータルした消費電力無駄は無視で
きなくなり、ICの多機能化を難しくする。
【0007】それ故に、本発明の目的とするところは、
消費電力無駄を無くした積分回路を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、電位レベルが
ハイレベルかロウレベルの入力信号の入力端と、コンデ
ンサを介し接地された出力端の間に、前記入力端がロウ
レベルのとき電源電圧でオンして、電源電圧で前記コン
デンサを充電し、入力端がハイレベルに反転するとオフ
する充電用カレントミラー回路と、前記入力端がハイレ
ベルのとき、このハイレベル信号でオンして前記コンデ
ンサの充電電荷を放電し、入力端がロウレベルに反転す
るとオフする放電用カレントミラー回路とを接続したこ
とで、上記目的を達成する。
【0009】
【作用】入力信号がハイレベルのとき、充電用カレント
ミラー回路がオンしてコンデンサを電源電圧で定電流充
電し、このとき放電用カレントミラー回路はオフ状態に
あって、積分回路の電流は充電時以外は流れず、コンデ
ンサの充電が完了すると、充電電流も停止する。また、
入力信号がハイレベルのとき、充電用カレントミラー回
路がオフ状態にあって、代りに放電用カレントミラー回
路がオンしてコンデンサを定電流放電させ、このときの
積分回路の電流は放電時しか流れない。
【0010】
【実施例】図1に示す本発明実施例の積分回路は、イン
バータ3からの入力信号bが入力される入力端Aと、出
力端子2である出力端Bの間に充電用カレントミラー回
路4と、放電用カレントミラー回路5を接続してなる。
なお、図1と図3の同一または相当部分には同一符号が
付してある。
【0011】充電用カレントミラー回路4は、電源ライ
ン10側に接続され、入力端Aがロウレベルのときに電
源電圧VccでオンしてコンデンサCを充電し、入力端A
がハイレベルのときはオフとなる。放電用カレントミラ
ー回路5は、入力端Aがハイレベルのときにオンして、
コンデンサCの充電電荷の放電を行い、入力端Aがロウ
レベルのときはオフとなる。これらを具体的に説明す
る。
【0012】充電用カレントミラー回路4は、一対のP
チャネル型MOSトランジスタQ1、Q2 からなる第1
スイッチ回路6と、一対のPチャネル型MOSトランジ
スタQ3 、Q4 からなる第1カレントミラー回路7で構
成される。第1スイッチ回路6の一対のMOSトランジ
スタQ1 、Q2 はソースが電源ライン10に接続され、
ゲート同士が接続され、そのゲート接続点が出力端Bに
接続される。第1カレントミラー回路7の一対のMOS
トランジスタQ3 、Q4 のソースはそれぞれ前記MOS
トランジスタQ1 、Q2 のドレインに接続され、一方の
MOSトランジスタQ3 のゲートとドレインの接続点が
抵抗Raを介して入力端Aに接続され、他方のMOSト
ランジスタQ4 のドレインが出力端Bに接続される。
【0013】放電用カレントミラー回路5は、一対のN
チャネル型MOSトランジスタQ5、Q6 からなる第2
カレントミラー回路8と、一対のNチャネル型MOSト
ランジスタQ7 、Q8 からなる第2スイッチ回路9で構
成される。第2カレントミラー回路8の一対のMOSト
ランジスタQ5 、Q6 はゲート同士が接続され、一方の
MOSトランジスタQ5 は、ゲートとドレインの接続点
が抵抗Rbを介して入力端Aに接続され、他方のMOS
トランジスタQ6 のドレインが出力端Bに接続される。
第2スイッチ回路9の一対のMOSトランジスタQ7
8 は、ソースがグランド端子GNDに接続され、ゲー
ト同士が接続されて、そのゲート接続点が出力端Bに接
続される。
【0014】上記各MOSトランジスタQ1 〜Q8 が同
一特性である前提で、図1積分回路の動作を説明する。
コンデンサCが放電完了の状態にあって、入力端子1の
入力信号aがインバータ3で反転されて、入力端Aにロ
ウレベルの入力信号bが入力された場合を説明する。こ
の場合、充電用カレントミラー回路4が電源電圧Vccの
印加でオンして、抵抗Raを介して入力端A側に電流I
aが流れ、同時に出力端B側にも電流Ia'が流れる。
ここでMOSトランジスタQ3 のしきい値をVt3 とす
ると、前記電流Iaは(Vcc−Vt3 )/Raで表さ
れる定電流であり、前記電流Ia'も同一値の定電流
で、この定電流でコンデンサCが充電される。この充電
は、図2の直線波形(イ)の如く行われる。つまり、充
電前の出力端Bの電位は、放電用カレントミラー回路5
の接地されているMOSトランジスタQ7、Q8 のしき
い値Vt78 に維持されているので、このしきい値から
充電が開始される。そして、コンデンサCの充電は、充
電用カレントミラー回路4の電源ライン10に接続され
ているMOSトランジスタQ1、Q2のしきい値をVt 12
とすると、充電電位が(Vcc−Vt12 )に達した時
点で完了し、充電電流がゼロとなり、この状態が維持さ
れる。以上の充電動作時、放電用カレントミラー回路5
は入力端Aがロウレベルのためオフ状態を維持し、ここ
に無駄な電流が流れることは無い。
【0015】次に入力信号bがロウからハイレベルに反
転すると、充電用カレントミラー回路4はオフ状態とな
り、代わって放電用カレントミラー回路5がオンして、
入力端Aから抵抗Rbに電流Ibが流れる。この電流I
bは、MOSトランジスタQ5 のしきい値をVt5 とす
ると、(Vcc−Vt5 )/Rbで表される定電流であ
り、これと同一値の電流Ib'が出力端BからMOSト
ランジスタQ8 、グランド端子GNDにコンデンサCの
放電電流として流れ、コンデンサCの放電が開始され
る。この放電は図2の直線波形(ロ)に示す如く行わ
れ、出力端Bの電位がMOSトランジスタQ7、Q8
しきい値Vt78 まで下がった時点で放電が完了し、こ
の状態が維持される。以上の放電時に、オフ状態にある
充電用カレントミラー回路4に無駄な電流が流れること
は無い。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、入力信号がロウレベル
かハイレベルかで充電用カレントミラー回路と放電用カ
レントミラー回路の一方がオンし、他方がオフして、積
分回路には入力信号の積分に必要なコンデンサ充放電電
流しか流れ無い。したがって、消費電力の無駄が省け、
最近の電気製品の省エネルギー化を促進する実用価値大
なる積分回路が提供できる。特に、本発明積分回路の低
消費電力化の効果は、多機能ICにおいて大きく、IC
の多機能化を容易にする効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す回路図
【図2】図1積分回路の積分波形図
【図3】従来の積分回路の回路図
【図4】図3積分回路の積分波形図
【符号の説明】 A 入力端 B 出力端 Vcc 電源電圧 Q MOSトランジスタ C コンデンサ 4 充電用カレントミラー回路 5 放電用カレントミラー回路 6 第1スイッチ回路 7 第1カレントミラー回路 8 第2カレントミラー回路 9 第2スイッチ回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電位レベルがハイレベルかロウレベルの
    信号の入力端と、コンデンサを介し接地された出力端の
    間に、 前記入力端がロウレベルのときオンして、電源電圧で前
    記コンデンサを充電し、入力端がハイレベルに反転する
    とオフになる充電用カレントミラー回路と、 前記入力点がハイレベルになると、このハイレベル信号
    でオンして前記コンデンサの充電電荷を放電し、入力点
    がロウレベルに反転するとオフになる放電用カレントミ
    ラー回路とからなる積分回路。
  2. 【請求項2】 前記充電用カレントミラー回路が、一対
    のPチャンネルMOSトランジスタからなる第1スイッ
    チ回路と、一対のPチャンネルMOSトランジスタから
    なる第1カレントミラー回路で構成され、 前記放電用カレントミラー回路が、一対のNチャンネル
    MOSトランジスタからなる第2カレントミラー回路
    と、一対のNチャンネルMOSトランジスタからなる第
    2スイッチ回路で構成される請求項1記載の積分回路。
JP3250083A 1991-09-30 1991-09-30 積分回路 Pending JPH0589265A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007081914A (ja) * 2005-09-15 2007-03-29 Rohm Co Ltd フィルタ回路、並びに、これを用いたイメージセンサ、イメージセンサモジュール、画像読取装置
JP2008193498A (ja) * 2007-02-06 2008-08-21 New Japan Radio Co Ltd 定電荷出力回路
JP2009218640A (ja) * 2008-03-06 2009-09-24 Onkyo Corp 電流方式ローパスフィルタ

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