JPH06310998A - コンパレータ回路 - Google Patents

コンパレータ回路

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Publication number
JPH06310998A
JPH06310998A JP5093336A JP9333693A JPH06310998A JP H06310998 A JPH06310998 A JP H06310998A JP 5093336 A JP5093336 A JP 5093336A JP 9333693 A JP9333693 A JP 9333693A JP H06310998 A JPH06310998 A JP H06310998A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
base
voltage
circuit
comparator circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP5093336A
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English (en)
Inventor
Hisao Kuwabara
原 久 夫 桑
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡便な構成で入力ノイズ等による誤動作を効
果的に防止し得るコンパレータ回路を提供する。 【構成】 第1及び第2トランジスタからなる差動トラ
ンジスタ対と、上記第1トランジスタのベースに接続さ
れる第1電圧源と、回路入力端子と上記第2トランジス
タのベースに間に接続されるレベルシフト回路と、コレ
クタが回路出力端子に、エミッタが基準電位に接続され
る第3トランジスタと、ベースが上記第2トランジスタ
のコレクタに、コレクタが上記第3トランジスタのベー
スに、エミッタが上記基準電位に接続される第4トラン
ジスタと、コレクタが上記第2トランジスタのベース
に、エミッタが抵抗を介して上記第4トランジスタのコ
レクタに、ベースが第2電圧源に接続される第5トラン
ジスタと、を備える。 【効果】 ヒステリシス特性を持つコンパレータ回路が
得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンパレータ回路に関
し、特に、低電圧における動作が考慮された電圧コンパ
レータ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の電圧コンパレータ回路の例につい
て、図4を参照して説明する。同図において、電流源I
1 、電流源I5 、トランジスタQ1 及びQ2 により、差
動トランジスタ回路が形成される。トランジスタQ1
ベースには、比較基準電圧V1が印加される。電圧V1
は、電流源I2 、ダイオードQ6 及び抵抗R3 によって
構成される第1の定電圧源によって得られる。トランジ
スタQ2 のベース及び回路入力端子IN間には、抵抗R
1 及び定電流源I3 によって構成されるレベルシフト回
路が設けられている。外部信号源VINから入力端子IN
に与えられる電圧入力信号VINは上記レベルシフト回路
を介してトランジスタQ2 のベースに印加される。トラ
ンジスタQ2 のコレクタ出力はトランジスタQ4 のベー
スに与えられる。トランジスタQ4 のエミッタは接地さ
れ、コレクタには電流源I4 が接続される。トランジス
タQ4 は、トランジスタQ2 がオフになると、電流I5
がベースに流入して導通する。トランジスタQ4 のコレ
クタ出力はトランジスタQ3のベースに与えられる。ト
ランジスタQ3 のエミッタは接地され、コレクタには負
荷抵抗RL を介して電源Vccが印加される。トランジス
タQ3 は、トランジスタQ4 がオフになると、電流源I
4 の電流がベースに流入してオンになる。トランジスタ
3 のコレクタは回路出力端子OUTとなっている。電
源Vccは各回路の両端に動作電圧を供給する。例えば、
乾電池1本、最低動作電圧Vccmin ≦1.0 [V]程
度のものである。
【0003】このように構成される電圧コンパレータ回
路の動作について説明する。まず、差動トランジスタQ
2 のベースには、入力電圧VINに電圧シフト分I31
が重畳されて印加され、他方の差動トランジスタQ1
ベースには、電圧V1 が印加されている。従って、VIN
−I3 1 ≧V1 のとき、トランジスタQ2がオンにな
り、トランジスタQ4 はオフ、トランジスタQ3 はオン
となり、回路出力電圧VOUT は略0[V]になる。ま
た、VIN−I3 1 ≦V1 のとき、トランジスタQ2
オフになり、トランジスタQ4 はオン、トランジスタQ
3 はオフとなり、回路出力電圧VOUT は略Vcc[V]に
なる。このように、VIN≦V1 +I3 1 のとき、出
力端子の電圧VOUT はHレベル(VOUT=Vcc)とな
り、VIN≧V1 +I3 1 のとき、出力端子の電圧V
OUT はLレベル(略VOU T =0)となる。従って、この
コンパレータ回路におけるスレシホールドレベルV
thは、Vth=V1 +I3 1 となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような電圧コンパ
レータ回路は、入力電圧源VINにノイズが混入している
場合や、電圧VINがスレシホールドレベル付近(VIN
1 +I3 1 )である場合、図5に示すように出力電
圧VOUT が定まらずHレベルからLレベルの間をノイズ
に応じて変動する。特に、回路の電源電圧Vccが低いコ
ンパレータ回路では上記ノイズ等の影響を受けやすく、
不具合である。そこで、従来はデジタル回路でワンショ
ットマルチバイブレータ等を構成し、コンパレータ出力
の信号がHレベルからLレベル、または、Lレベルから
Hレベルに変移した最初のワンショットを検出し、ホー
ルドしてノイズによる誤動作を防止している。
【0005】しかしながら、ワンショットマルチバイブ
レータ等を付加することは回路素子を増大し、僅かな電
源容量しか持たない装置には必ずしも適当でない。
【0006】よって、本発明は、簡便な構成で入力ノイ
ズ等による誤動作を効果的に防止し得るコンパレータ回
路を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のコンパレータ回路は、第1及び第2トランジス
タからなる差動トランジスタ対と、上記第1トランジス
タのベースに接続される第1電圧源と、回路入力端子と
上記第2トランジスタのベースに間に接続されるレベル
シフト回路と、コレクタが回路出力端子に、エミッタが
基準電位に接続される第3トランジスタと、ベースが上
記第2トランジスタのコレクタに、コレクタが上記第3
トランジスタのベースに、エミッタが上記基準電位に接
続される第4トランジスタと、コレクタが上記第2トラ
ンジスタのベースに、エミッタが抵抗を介して上記第4
トランジスタのコレクタに、ベースが第2電圧源に接続
される第5トランジスタと、を備える。
【0008】
【作用】上記構成において、入力電圧が低下して、第2
差動トランジスタ(Q2 )がオフになると、第4トラン
ジスタ(Q4 )が導通し、第3トランジスタ( Q3 )が
非導通となって出力端子にHレベルが発生すると共に、
第5トランジスタ(Q5)が順バイアスされて導通す
る。これにより、第2トランジスタQ2 のベースバイア
ス電位が引下げられ、次に、第2トランジスタ(Q2
をオンすることができる入力信号電圧は、所定値だけ高
いレベルが必要とされる。この結果、コンパレータ回路
はヒステリシス特性を持つ。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は、本発明の実施例を示しており、同
図において、図4の従来構成と同じ部分には同一符号を
付し、かかる部分の説明は省略する。
【0010】実施例の構成では、回路出力にヒステリシ
ス特性を与えるために、定電流源I6 、ダイオード7
及び抵抗R4 が互いに直列に接続されて定電圧V2 を発
生する第2の定電圧源と、トランジスタQ5 と、抵抗素
子R2 と、が追加されている。トランジスタQ5 のベー
スには定電圧V2 が印加され、トランジスタQ5 のコレ
クタはトランジスタQ2 ベースに接続され、トランジス
タQ5 のエミッタは抵抗R2 を介してトランジスタQ3
のベースに接続される。この追加された回路によってコ
ンパレータ回路の出力にヒステリシス特性を与える。他
の構成は従来構成と同様である。
【0011】次に、回路の動作について説明する。この
構成においても、出力電圧VOUT がHレベルからLレベ
ルに切替わるスレシホールドレベルVIN(L) は、従来回
路と同様に、VIN(L) =V1 +I3 1 で与えられ
る。
【0012】出力がHレベル、従って、トランジスタQ
3 がカットオフするとき、トランジスタQ4 は飽和レベ
ルにまでオンした状態であり、トランジスタQ4 のコレ
クタ・エミッタ飽和電圧VCEsat =0であるとすると、
抵抗R2 は基準電位に接続される。これにより、トラン
ジスタQ5 のベース・エミッタ間が順バイアスされて、
トランジスタQ5 はオン状態となる。抵抗R1 にトラン
ジスタQ5 のコレクタ電流が流れ、差動トランジスタQ
2 のベース電位を強制的に引き下げる。LレベルからH
レベルへ切替わるスレシホールドレベルVIN(H) は、V
IN(H) ≠VIN(L ) となる。第2の定電圧電源の電圧をV
2 、トランジスタQ5 のベース・エミッタ間電圧をV
BE5 とすると、 VIN(H) =V1 +{((V2 −VBE5 )/R2 ) −I3 }R1 となる。ヒステリシス幅Hは、 H=VIN(H) −VIN(L) =(R1 /R2 )(V2 −VBE5 ) となる。
【0013】従来回路の場合、図5(a)に示すように
入力電圧VINがVIN(TH)付近でノイズ等により変動した
場合、出力電圧VOUT は図5(b)に示すようにHレベ
ルとLレベルとの間で振動するので、出力電圧VOUT
利用しにくい。これに対し、本発明の構成によれば、ヒ
ステリシス特性を持たせたことにより、図2(a)に示
すように入力ノイズ等により入力電圧が多少変動して
も、図2(b)に示すように出力電圧VOUT は、Hまた
はLレベルを保つ。このため、ワンショットマルチバイ
ブレータを介さずとも、このまま出力電圧VOUT を利用
できる。
【0014】ヒステリシスの幅Hは、抵抗R2 の値を変
えることにより、VIN(L) と別個独立に設定することが
できるため、調整は容易である。
【0015】図3は、本発明の他の実施例を示してい
る。同図の構成においては第2の電圧源を設ける替わり
に、トランジスタQ5 のベースを第1の電圧源に接続し
ている。この場合、VIN(L) =V1 +I3 1IN(H) =V1 +V1 +{((V2 −VBE5 )/R2 ) −I3 }R1 ヒステリシス幅H=(R1 /R2 )(V2 −VBE5 ) となる。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように本発明のコンパレー
タ回路は、簡単な構成でヒステリシス特性が得られるの
で、ノイズによる誤動作やチャタリング等を軽減するこ
とができる。また、抵抗R2 の設定により下側スレシホ
ールドレベルを簡単に調整することができる。更に、消
費電力が少ないので乾電池1本を電源とするような超低
電圧のモノリシックバポーラIC回路に使用できる。本
コンパレータ回路は、乾電池消耗時の減電圧警告回路に
最適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す回路図である。
【図2】図1に示されるコンパレータ回路の動作を説明
するグラフである。
【図3】本発明の他の実施例を示す回路図である。
【図4】従来例を示す回路図である。
【図5】従来例の動作を説明するグラフである。
【符号の説明】
1 〜I6 定電流源 Q1 〜Q5 トランジスタ R1 〜R3 抵抗 Vcc 電池 VIN 入力信号源

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1及び第2トランジスタからなる差動ト
    ランジスタ対と、 前記第1トランジスタのベースに接続される第1電圧源
    と、 回路入力端子と前記第2トランジスタのベースに間に接
    続されるレベルシフト回路と、 コレクタが回路出力端子に、エミッタが基準電位に接続
    される第3トランジスタと、 ベースが前記第2トランジスタのコレクタに、コレクタ
    が前記第3トランジスタのベースに、エミッタが前記基
    準電位に接続される第4トランジスタと、 コレクタが前記第2トランジスタのベースに、エミッタ
    が抵抗を介して前記第4トランジスタのコレクタに、ベ
    ースが第2電圧源に接続される第5トランジスタと、 を備えるコンパレータ回路。
  2. 【請求項2】前記第2電圧源として前記第1電圧源を利
    用することを特徴とする請求項1記載のコンパレータ回
    路。
JP5093336A 1993-04-20 1993-04-20 コンパレータ回路 Pending JPH06310998A (ja)

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JP5093336A JPH06310998A (ja) 1993-04-20 1993-04-20 コンパレータ回路

Applications Claiming Priority (1)

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JP5093336A JPH06310998A (ja) 1993-04-20 1993-04-20 コンパレータ回路

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JPH06310998A true JPH06310998A (ja) 1994-11-04

Family

ID=14079430

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5093336A Pending JPH06310998A (ja) 1993-04-20 1993-04-20 コンパレータ回路

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JP (1) JPH06310998A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0918297A (ja) * 1995-06-29 1997-01-17 Nec Corp ヒステリシス付きコンパレータ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0918297A (ja) * 1995-06-29 1997-01-17 Nec Corp ヒステリシス付きコンパレータ

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