JPH0682496A - 電圧比較回路 - Google Patents

電圧比較回路

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JPH0682496A
JPH0682496A JP4235768A JP23576892A JPH0682496A JP H0682496 A JPH0682496 A JP H0682496A JP 4235768 A JP4235768 A JP 4235768A JP 23576892 A JP23576892 A JP 23576892A JP H0682496 A JPH0682496 A JP H0682496A
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JP
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npn transistor
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transistor
emitter
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Yoshiaki Tanaka
義明 田中
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 「ヒゲ」によるノイズ発生を抑圧し、且つ低
消費電力に適合するヒステリシスつきの電圧比較回路を
提供する。 【構成】 一方が電源に接続される定電流源1と、定電
流源1と接地点との間に直列接続される抵抗5、6およ
び基準電圧源7と、抵抗5および6の接続点にコレクタ
が接続されるNPNトランジスタ13と、NPNトラン
ジスタ13のエミッタと接地点との間に接続される抵抗
15と、エミッタが電源に接続され、コレクタがNPN
トランジスタ13のエミッタに接続されるPNPトラン
ジスタ8と、このPNPトランジスタ8とカレントミラ
ー回路を構成するPNPトランジスタ9とにより、ヒス
テリシス回路を有する基準電圧発生回路を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電圧比較回路に関し、特
に低消費電力を要求されるヒステリシス機能つきの電圧
比較回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の、この種の電圧比較回路は、図3
に示されるように、PNPトランジスタ1および8〜1
0と、NPNトランジスタ2、11〜13、16、1
7、19、20および22と、抵抗3、5、6、14、
15、18および23と、定電流源4および24と、基
準電圧源7とを備えて構成されている。
【0003】図3において、一方を電源に接続される定
電流源1と、定電流源1と接地点との間に直列に接続さ
れる抵抗5、6および基準電圧源7と、抵抗5および6
の接続点にコレクタが接続されるNPNトランジスタ1
3と、NPNトランジスタ13のエミッタと接地点との
間に接続される抵抗15と、エミッタが電源に接続さ
れ、コレクタがNPNトランジスタ13のエミッタに接
続されるPNPトランジスタ8と、このPNPトランジ
スタ8とカレントミラー回路を構成するPNPトランジ
スタ9とにより、ヒステリシスを発生する回路を具備す
る基準電圧発生回路が構成されており、また、コレクタ
が電源に接続され、ベースが抵抗4および5の接続点に
接続されるNPNトランジスタ11と、ベースがNPN
トランジスタ11のエミッタに接続されNPNトランジ
スタ12と、エミッタがNPNトランジスタ12のエミ
ッタに接続されるNPNトランジスタ16と、コレクタ
が電源に接続され、エミッタがNPNトランジスタ16
のベースに接続されて、ベースが入力端子51に接続さ
れるNPNトランジスタ19とにより、前記基準電圧発
生回路において発生される基準電圧と、入力パルス信号
のレベルを比較する比較回路が構成されている。
【0004】なお、NPNトランジスタ16のコレクタ
は、PNPトランジスタ1および10により構成される
カレントミラー回路の入力部に接続されており、また、
上記のPNPトランジスタ1および10により構成され
るカレントミラー回路は、前記比較回路による比較結果
を出力する出力回路を形成している。また、コレクタ
が、NPNトランジスタ12、16の共通エミッタに接
続されるNPNトランジスタ17と、NPNトランジス
タ17のエミッタと接地点との間に接続される抵抗18
と、このNPNトランジスタ17および抵抗18とカレ
ントミラー回路を構成するNPNトランジスタ2および
22、および抵抗3および23と、コレクタが電源に接
続され、エミッタがNPNトランジスタ17および22
の共通ベースに接続されるNPNトランジスタ20と、
電源とNPNトランジスタ20のベースならびにNPN
トランジスタ22のコレクタとの間に接続される定電流
源24とにより動作電流を供給する定電流供給回路が構
成されている。なお、図2に示されるのは、本従来例お
よび後述の本発明の実施例における動作信号波形図であ
る。
【0005】次に、図3に示される本従来例の動作につ
いて説明する。
【0006】今、入力端子51に入力されるパルス信号
の電圧をVA (図4を参照)、前記基準電圧発生回路の
出力電圧をVD 、出力端子52の出力電圧をVB 、そし
て基準電圧源7の出力電圧をVREF とすると、基準電圧
発生回路の出力電圧VD は次式により表わされる。
【0007】 VD =VREF +R5 ×I1 +R6 (I1 −I13) …………(1) 上式において、R5 およびR6 はそれぞれ抵抗5および
6の抵抗値、電流I13はNPNトランジスタ13を流れ
るコレクタ電流、そして電流I1 は、定電流源4の電流
値である。
【0008】図2おいて、時間T1 〜T2 の間において
は、VA <VD の関係にあり、比較回路の動作電流であ
るNPNトランジスタ17のコレクタ電流I17は、全て
NPNトランジスタ12を介して、カレントミラー回路
PNPトランジスタ8および9を経由し、NPNトラン
ジスタ13のエミッタに接続される抵抗15に供給され
る。今、カレントミラー回路のカレントミラー比をKと
し、NPNトランジスタ13の順方向電圧をVBE13、N
PNトランジスタ17のコレクタ電流をI17、抵抗15
の抵抗値をR15とすると、K×I17×R15の値が、前記
NPNトランジスタ13の順方向電圧VBE13よりも十分
に大きいレベル値になると、NPNトランジスタ13は
非導通状態となる。即ち、(1) 式においてI13=0とな
り、時間T1 〜T2 における基準電圧発生回路の出力電
圧VD は、VD =VREF +(R5+R6 )×I1 とな
る。
【0009】また、NPNトランジスタ16に電流が供
給されず、従って、カレントミラー回路を形成するPN
Pトランジスタ1および10を介して出力端子52に電
流が供給されないために、出力端子52の電位VB は、
NPNトランジスタ2のコレクタ・エミッタ間の飽和電
圧をVCE2 とすると、次式により示される電圧値とな
り、図2に示されるようになる。
【0010】 VB =VCE2 …………………………………………………(2) 次に、図2に示される時間軸において、時間T2 〜T3
の間においてはVA >VD の関係にあり、比較回路の動
作電流であるNPNトランジスタ17のコレクタ電流I
C17 は、NPNトランジスタ12には供給されず、従っ
て、カレントミラー回路を形成するPNPトランジスタ
8および9より、抵抗15に対して電流が供給されなく
なる。これにより、NPNトランジスタ13のコレクタ
には、NPNトランジスタ13および抵抗15と、NP
Nトランジスタ22および抵抗23により形成されるカ
レントミラー回路による電流が供給される。即ち、図2
に示されるように、時間T2 〜T3 の間における出力電
圧VD は、VD =VREF +R5 ×I1 +R6 (I1 −I
C13 )となる。また、NPNトランジスタ16にはI
C17 が全て供給され、カレントミラー回路を形成するP
NPトランジスタ1および10を介して出力端子52に
は電流が供給され、出力電圧VB は次式に示されるよう
になる。
【0011】 VB =VCC−VCE1 …………………………………………(3) 但し、上式の成立条件としては、K1 ×IC17 の値が、
C2の電流値に対比して十分に大きい値をとることが求
められる。ここにおいて、K1 は、PNPトランジスタ
1および10により形成されるカレントミラー回路のカ
レントミラー比であり、IC17 およびIC2は、それぞれ
NPNトランジスタ17のコレクタ電流およびNPNト
ランジスタ2のコレクタ電流である。
【0012】なお、図2に示されるように、時間T1
2 の間における出力電圧VD と、時間T2 〜T3 の間
における出力電圧VD との差電圧ΔVD の値は、NPN
トランジスタ13のコレクタ電流をIC13 として次式に
より与えられ、本従来例におけるヒステリシス電圧を表
わしている。
【0013】 ΔVD =R6 ×IC13 ………………………………………(4)
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のコンパ
レータ回路においては、図1において、入力端子51に
おける入力パルス信号における差電圧ΔVi に対して、
NPNトランジスタ11のベース入力に設定される節点
Pに伝播して表われる電位Vp は、次式により表わされ
る。
【0014】
【0015】上式における記号は以下のとうりである。
【0016】 ZREF :基準電圧発生回路のインピーダンス ZC1: NPNトランジスタ16、19の持つ交流等価
インピーダンス ZC2: NPNトランジスタ11、12の持つ交流等価
インピーダンス ZC3: NPNトランジスタ17の持つ交流等価インピ
ーダンス ZR : NPNトランジスタ17のベースより見た等価
インピーダンス 入力パルス信号(電圧VA )の印加に対応して、当該入
力パルス信号が、上記(5) 式の関係において、NPNト
ランジスタ19、16、12および11を介して交流的
に伝播されるために、図4に示されるように、前記基準
電圧発生回路の出力電圧VD の切替わり目においてヒゲ
101および102が発生し、ノイズの要因となるとい
う欠点がある。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明の電圧比較回路
は、ヒステリシス特性を有する基準電圧発生回路と、当
該基準電圧発生回路より出力される基準電圧と入力パル
ス信号の電圧レベルを比較する比較回路と、前記比較回
路による比較結果を外部に出力する出力回路と、前記基
準電圧発生回路、比較回路および出力回路に対して動作
電流を供給する定電流供給回路とを有する電圧比較回路
において、前記定電流供給回路に含まれるカレントミラ
ー回路を形成するトランジスタ対の共通ベースと接地点
との間に接続される抵抗を備えて構成される。
【0018】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0019】図1は本発明の一実施例を示す回路図であ
る。図1に示されるように、本実施例は、入力端子51
および出力端子52に対応して、PNPトランジスタ1
および8〜10と、NPNトランジスタ2、11〜1
3、16、17、19、20および22と、抵抗3、
5、6、14、15、18、21および23と、定電流
源4および24と、基準電圧源7とを備えて構成されて
いる。
【0020】図1に示されるように、基本的には、本実
施例の構成は、前述の従来例と略同様であるが、新たに
抵抗21が負荷されている点が異なっている。即ち、一
方を電源に接続される定電流源1と、定電流源1と接地
点との間に直列に接続される抵抗5、6および基準電圧
源7と、抵抗5および6の接続点にコレクタが接続され
るNPNトランジスタ13と、NPNトランジスタ13
のエミッタと接地点との間に接続される抵抗15と、エ
ミッタが電源に接続され、コレクタがNPNトランジス
タ13のエミッタに接続されるPNPトランジスタ8
と、このPNPトランジスタ8とカレントミラー回路を
構成するPNPトランジスタ9とにより、ヒステリシス
を発生する回路を具備する基準電圧発生回路が構成され
ており、また、コレクタが電源に接続され、ベースが抵
抗4および5の接続点に接続されるNPNトランジスタ
11と、ベースがNPNトランジスタ11のエミッタに
接続されるNPNトランジスタ12と、エミッタがNP
Nトランジスタ12のエミッタに接続されるNPNトラ
ンジスタ16と、コレクタが電源に接続され、エミッタ
がNPNトランジスタ16のベースに接続されて、ベー
スが入力端子51に接続されるNPNトランジスタ19
とにより、前記基準電圧発生回路において発生される基
準電圧と、入力パルス信号のレベルを比較する比較回路
が構成される。
【0021】なお、NPNトランジスタ16のコレクタ
は、PNPトランジスタ1および10により構成される
カレントミラー回路の入力部に接続されており、また、
上記のPNPトランジスタ1および10により構成され
るカレントミラー回路は、前記比較回路による比較結果
を出力する出力回路を形成している。また、コレクタ
が、NPNトランジスタ12、16の共通エミッタに接
続されるNPNトランジスタ17と、NPNトランジス
タ17のエミッタと接地点との間に接続される抵抗18
と、このNPNトランジスタ17および抵抗18とカレ
ントミラー回路を構成するNPNトランジスタ2および
22、および抵抗3および23と、コレクタが電源に接
続され、エミッタがNPNトランジスタ17および22
の共通ベースに接続されるNPNトランジスタ20と、
NPNトランジスタ17および22の共通ベースと接地
点との間に新たに追加接続される抵抗21と、電源とN
PNトランジスタ20のベースならびにNPNトランジ
スタ22のコレクタとの間に接続される定電流源24と
により動作電流を供給する定電流供給回路が構成されて
いる。また、図2に示されるのは、前述の従来例および
本実施例における動作信号波形図である。
【0022】本実施例の動作は、前述の従来例の場合と
基本的には同様であり、入力端子51に入力されるパル
ス信号の電圧VA に対応する前記基準電圧発生回路の出
力電圧VD は、前記(1) 式により与えられ、また、出力
端子52の電位VB は、NPNトランジスタ2のコレク
タ・エミッタ間の飽和電圧をVCE2 として、同様に、前
述の(2) 式により与えられる。更に、時間T2 〜T3
間においては、出力電圧VB は前記(3) 式により与えら
れ、時間T1 〜T2 の間における出力電圧VDと、時間
2 〜T3 の間における出力電圧VD との差電圧ΔVD
の値についても、前記(4) 式に示されるとうりである。
従って、本実施例の動作の説明については、従来例と同
様であるためその説明を省略するが、本実施例において
は、前記定電流供給回路のカレントミラー回路に含まれ
るNPNトランジスタ13、17および22の共通ベー
スと接地点との間に抵抗21が挿入接続されており、こ
れにより、従来例において発生される「ヒゲ」によるノ
イズが抑制される。
【0023】即ち、定電流供給回路に含まれるNPNト
ランジスタ13、17および22の共通ベースと接地点
との間に、抵抗21を挿入接続することにより前記(5)
式は下記の(6) 式のように表わされ、この(5) 式におい
て、当該抵抗21の抵抗値を数十kΩ程度に設定するこ
とにより、入力パルス信号印加時における基準電圧発生
回路の出力電圧の切替わり目における「ヒゲ」のレベル
が大幅に抑制される。
【0024】
【0025】上式における記号は以下のとうりである。
【0026】 ZREF :基準電圧発生回路のインピーダンス ZC1: NPNトランジスタ16、19の持つ交流等価
インピーダンス ZC2: NPNトランジスタ11、12の持つ交流等価
インピーダンス ZC3: NPNトランジスタ17の持つ交流等価インピ
ーダンス ZR : NPNトランジスタ17のベースより見た等価
インピーダンス R21: 抵抗21の抵抗値
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、定電流
供給回路に含まれるNPNトランジスタ13、17およ
び22の共通ベースと接地点との間に、抵抗21を挿入
接続することにより、入力パルス信号印加時における基
準電圧発生回路の出力電圧の切替わり目において生じる
「ヒゲ」に起因するノイズを大幅に抑制することができ
るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】本実施例および従来例における動作信号波形を
示す図である。
【図3】従来例を示すブロック図である。
【図4】従来例における動作信号波形を示す図である。
【符号の説明】
1、8〜10 PNPトランジスタ 2、11〜13、16、17、19、20、22 N
PNトランジスタ 3、5、6、14、15、18、21、23 抵抗 4、24 定電流源 7 基準電圧源

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ヒステリシス特性を有する基準電圧発生
    回路と、当該基準電圧発生回路より出力される基準電圧
    と入力パルス信号の電圧レベルを比較する比較回路と、
    前記比較回路による比較結果を外部に出力する出力回路
    と、前記基準電圧発生回路、比較回路および出力回路に
    対して動作電流を供給する定電流供給回路とを有する電
    圧比較回路において、 前記定電流供給回路に含まれるカレントミラー回路を形
    成するトランジスタ対の共通ベースと接地点との間に接
    続される抵抗を備えることを特徴とする電圧比較回路。
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Cited By (2)

* 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
JPH09116399A (ja) * 1995-10-23 1997-05-02 Nec Corp コンパレータ回路

Cited By (2)

* 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
JPH09116399A (ja) * 1995-10-23 1997-05-02 Nec Corp コンパレータ回路

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