JPH0760994B2 - 電圧比較器 - Google Patents
電圧比較器Info
- Publication number
- JPH0760994B2 JPH0760994B2 JP26799686A JP26799686A JPH0760994B2 JP H0760994 B2 JPH0760994 B2 JP H0760994B2 JP 26799686 A JP26799686 A JP 26799686A JP 26799686 A JP26799686 A JP 26799686A JP H0760994 B2 JPH0760994 B2 JP H0760994B2
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- Japan
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- voltage
- output
- transistor
- input
- output section
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、アナログ信号をディジタル信号に変換する時
に使用される電圧比較器に関する。
に使用される電圧比較器に関する。
従来の技術 従来の電圧比較器のブロック図を第３図に示す。第３図
において、１は入力差動アンプ部、２は出力駆動回路
部、３は出力部である。入力差動アンプ部は、入力信号
電圧と基準信号電圧との差を高利得で増幅することによ
り、電圧の比較を行う。出力駆動回路部は入力差動アン
プ部の出力を増幅して出力部へ、出力部の入力電圧しき
い値よりも高い電圧、または、低い電圧、として出力す
る。出力部は、その入力電圧により高速でスイッチング
を行い、外部回路を十分に駆動できる電圧、電流で出力
する。この出力部には、出力電流が大きい点や動作速度
が速い点等から、TTL（Transister Transter Logic）構
成が一般に広く用いられている。このTTL出力部の等価
回路を第４図に示す。第４図において、４は入力端子、
11は出力端子である。入力端子４にしきい値（1.4V）
よりも高い電圧が加えられた場合には、トランジスタ5,
6がオンして、出力電圧はＬレベル（0.4V）になり、
入力端子４にしきい値よりも低い電圧が加えられた場合
には、トランジスタ5,6がカットオフして、出力電圧は
Ｈレベル（電源電圧−1.4V）になる。
において、１は入力差動アンプ部、２は出力駆動回路
部、３は出力部である。入力差動アンプ部は、入力信号
電圧と基準信号電圧との差を高利得で増幅することによ
り、電圧の比較を行う。出力駆動回路部は入力差動アン
プ部の出力を増幅して出力部へ、出力部の入力電圧しき
い値よりも高い電圧、または、低い電圧、として出力す
る。出力部は、その入力電圧により高速でスイッチング
を行い、外部回路を十分に駆動できる電圧、電流で出力
する。この出力部には、出力電流が大きい点や動作速度
が速い点等から、TTL（Transister Transter Logic）構
成が一般に広く用いられている。このTTL出力部の等価
回路を第４図に示す。第４図において、４は入力端子、
11は出力端子である。入力端子４にしきい値（1.4V）
よりも高い電圧が加えられた場合には、トランジスタ5,
6がオンして、出力電圧はＬレベル（0.4V）になり、
入力端子４にしきい値よりも低い電圧が加えられた場合
には、トランジスタ5,6がカットオフして、出力電圧は
Ｈレベル（電源電圧−1.4V）になる。
発明が解決しようとする問題点 このような従来の回路では、出力がＬレベルの時にはト
ランジスタ５と６は飽和状態になっているので、そのベ
ース部には余分な電荷が蓄積して、この電荷の放電にか
かる時間が長いため出力波形のデューティ比が変化して
しまう。そこでこの蓄積電荷の放電用のトランジスタを
トランジスタ５のベースに付け加えることが考えられる
が、今度はトランジスタ５のベース電位が低い場合に、
付け加えたトランジスタが飽和して、やはり動作速度は
速くはならないという問題が新たに発生してしまう。ま
た、このデューティ比変化の対策として駆動回路部の電
流を増やしてスルーレートを改善し、出力部の入力波形
を矩形波に近づけておくという方法があるが、その場合
には消費電流が増加してしまうという問題が発生する。
ランジスタ５と６は飽和状態になっているので、そのベ
ース部には余分な電荷が蓄積して、この電荷の放電にか
かる時間が長いため出力波形のデューティ比が変化して
しまう。そこでこの蓄積電荷の放電用のトランジスタを
トランジスタ５のベースに付け加えることが考えられる
が、今度はトランジスタ５のベース電位が低い場合に、
付け加えたトランジスタが飽和して、やはり動作速度は
速くはならないという問題が新たに発生してしまう。ま
た、このデューティ比変化の対策として駆動回路部の電
流を増やしてスルーレートを改善し、出力部の入力波形
を矩形波に近づけておくという方法があるが、その場合
には消費電流が増加してしまうという問題が発生する。
問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、電流出力型の差動
アンプと、飽和スイッチング型の出力部と、上記差動ア
ンプの出力に同期した出力部の蓄積電荷放電用のトラン
ジスタと、上記出力部の入力電圧しきい値の温度特性に
比例した出力電圧を持つ電圧源を持ち、上記差動アンプ
の出力電圧を上記電圧源によって上記しきい値より小さ
い電圧でクランプするという構成にしている。
アンプと、飽和スイッチング型の出力部と、上記差動ア
ンプの出力に同期した出力部の蓄積電荷放電用のトラン
ジスタと、上記出力部の入力電圧しきい値の温度特性に
比例した出力電圧を持つ電圧源を持ち、上記差動アンプ
の出力電圧を上記電圧源によって上記しきい値より小さ
い電圧でクランプするという構成にしている。
作用 本発明は上記した構成により、出力部の持つ蓄積電荷の
影響により出力波形のデューティ比が変化してしまうこ
とを防ぐことができる。そして上記電圧源で、トランジ
スタ５のベースに付け加えたスイッチング用のトランジ
スタが飽和することを防ぐことにより、低消費電力、高
速で、温度によるデューティ比変化の非常に少ない電圧
比較器を実現することができる。
影響により出力波形のデューティ比が変化してしまうこ
とを防ぐことができる。そして上記電圧源で、トランジ
スタ５のベースに付け加えたスイッチング用のトランジ
スタが飽和することを防ぐことにより、低消費電力、高
速で、温度によるデューティ比変化の非常に少ない電圧
比較器を実現することができる。
実施例 第１図は本発明の一実施例における電圧比較器の回路図
である。第１図において、トランジスタ12〜15と電流源
16で電流出力型の差動アンプを構成しており、トランジ
スタ17が出力部の蓄積電荷放電用のトランジスタで、18
は入力端子、19は基準入力端子、20は上記電圧源、21は
クランプ用のトランジスタ、４は出力部の入力端子であ
る。入力18の端子電圧が基準入力19の電圧より高い場合
には、トランジスタ12はカットオフしてトランジスタ13
にだけ電流が流れ、その電流がそのまま出力されるので
出力部のトランジスタ5,6は飽和状態になる。次に入力1
8の端子電圧が基準入力19の電圧より低くなると、今度
はトランジスタ13がカットオフしてトランジスタ12に電
流が流れ、この電流はカレントミラー回路でトランジス
タ14とトランジスタ15,17に流れる。そして、まずトラ
ンジスタ17でトランジスタ５のベースの蓄積電荷を高速
で放電し、次にトランジスタ21がオンして出力部への出
力端子をクランプして、トランジスタ15,17が飽和する
のを防ぐ。ここで、出力部の入力電圧のしきい値は、ト
ランジスタ５と６の２個のトランジスタのベースとエミ
ッタ間の電圧で決定される。このベースとエミッタ間の
電圧は、約−2mV/℃の温度特性を持っているので、入力
電圧のしきい値は約−4mV/℃の温度特性を持つ。このか
なり大きな温度係数の為、定電圧のクランプ回路では温
度によりしきい値との差が変化してしまい、この為、特
に高速に動作させる場合には、出力波形のデューティ比
が変化してしまう。この様子を第５図（ａ）（ｂ）に示
す。第５図（ａ）（ｂ）において、22は出力部の入力波
形、23は低温時の出力部の入力しきい値、24は高温時の
出力部の入力しきい値、25の点線は低温時の出力波形、
26の実線は高温時の出力波形である。波形25と波形26を
比較すると、しきい値とクランプ電圧の差により、高温
時と低温時でデューティ比が変化していることが分る。
そこでこのクランプ用の電圧源に、出力部の入力電圧の
しきい値と同じ温度特性を持たせることにより、温度に
よるデューティ比の変化を小さくしている。第６図にそ
の効果を示す。第６図において、27は低温時のクランプ
された出力部の入力波形であり、28は高温時のクランプ
された出力部の入力波形である。図からわかるように、
しきい値と波形の交点の時間は、ほとんど変化しない。
第２図に電圧源の回路の例を示す。第２図においてトラ
ンジスタ29〜32と電流源34で温度特性を持った電圧源を
作り、トランジスタ33と電流源35から成るエミッタフォ
ロア回路でクランプ用のトランジスタ21回路を駆動して
いる。なおこの電圧源の電圧値は電流源34の電流値で微
調整でき、電流源34の電流値をトランジスタ5,6に流れ
る電流値より十分に小さくしておくことにより、常にク
ランプ電圧を出力部の入力電圧のしきい値より小さくで
きるので、非常に簡単な構成で、出力部の入力電圧のし
きい値と同じ温度特性を持った電流源を構成することが
できる。
である。第１図において、トランジスタ12〜15と電流源
16で電流出力型の差動アンプを構成しており、トランジ
スタ17が出力部の蓄積電荷放電用のトランジスタで、18
は入力端子、19は基準入力端子、20は上記電圧源、21は
クランプ用のトランジスタ、４は出力部の入力端子であ
る。入力18の端子電圧が基準入力19の電圧より高い場合
には、トランジスタ12はカットオフしてトランジスタ13
にだけ電流が流れ、その電流がそのまま出力されるので
出力部のトランジスタ5,6は飽和状態になる。次に入力1
8の端子電圧が基準入力19の電圧より低くなると、今度
はトランジスタ13がカットオフしてトランジスタ12に電
流が流れ、この電流はカレントミラー回路でトランジス
タ14とトランジスタ15,17に流れる。そして、まずトラ
ンジスタ17でトランジスタ５のベースの蓄積電荷を高速
で放電し、次にトランジスタ21がオンして出力部への出
力端子をクランプして、トランジスタ15,17が飽和する
のを防ぐ。ここで、出力部の入力電圧のしきい値は、ト
ランジスタ５と６の２個のトランジスタのベースとエミ
ッタ間の電圧で決定される。このベースとエミッタ間の
電圧は、約−2mV/℃の温度特性を持っているので、入力
電圧のしきい値は約−4mV/℃の温度特性を持つ。このか
なり大きな温度係数の為、定電圧のクランプ回路では温
度によりしきい値との差が変化してしまい、この為、特
に高速に動作させる場合には、出力波形のデューティ比
が変化してしまう。この様子を第５図（ａ）（ｂ）に示
す。第５図（ａ）（ｂ）において、22は出力部の入力波
形、23は低温時の出力部の入力しきい値、24は高温時の
出力部の入力しきい値、25の点線は低温時の出力波形、
26の実線は高温時の出力波形である。波形25と波形26を
比較すると、しきい値とクランプ電圧の差により、高温
時と低温時でデューティ比が変化していることが分る。
そこでこのクランプ用の電圧源に、出力部の入力電圧の
しきい値と同じ温度特性を持たせることにより、温度に
よるデューティ比の変化を小さくしている。第６図にそ
の効果を示す。第６図において、27は低温時のクランプ
された出力部の入力波形であり、28は高温時のクランプ
された出力部の入力波形である。図からわかるように、
しきい値と波形の交点の時間は、ほとんど変化しない。
第２図に電圧源の回路の例を示す。第２図においてトラ
ンジスタ29〜32と電流源34で温度特性を持った電圧源を
作り、トランジスタ33と電流源35から成るエミッタフォ
ロア回路でクランプ用のトランジスタ21回路を駆動して
いる。なおこの電圧源の電圧値は電流源34の電流値で微
調整でき、電流源34の電流値をトランジスタ5,6に流れ
る電流値より十分に小さくしておくことにより、常にク
ランプ電圧を出力部の入力電圧のしきい値より小さくで
きるので、非常に簡単な構成で、出力部の入力電圧のし
きい値と同じ温度特性を持った電流源を構成することが
できる。
発明の効果 以上述べてきたように、本発明により、簡単な回路構成
で低消費電力、高速で、温度によるデューティ比変化の
非常に少ない電圧比較器を実現することができ、極めて
有用である。
で低消費電力、高速で、温度によるデューティ比変化の
非常に少ない電圧比較器を実現することができ、極めて
有用である。
第１図は本発明の一実施例における電圧比較器の等価回
路図、第２図は電圧源の等価回路図、第３図はTTL出力
部の等価回路図、第４図は従来の電圧比較器のブロック
図、第５図（ａ）（ｂ）は定電圧でクランプした場合の
入出力波形を示す波形図、第６図はクランプ電圧に温度
特性を持たせた場合の入出力波形を示す波形図である。 ３……TTL出力部、17……出力部の蓄積電荷放電用のト
ランジスタ、21……クランプ用のトランジスタ、25,26
……定電圧のクランプ回路での出力波形、27,28……ク
ランプ電圧に温度特性を持たせた場合の出力波形。
路図、第２図は電圧源の等価回路図、第３図はTTL出力
部の等価回路図、第４図は従来の電圧比較器のブロック
図、第５図（ａ）（ｂ）は定電圧でクランプした場合の
入出力波形を示す波形図、第６図はクランプ電圧に温度
特性を持たせた場合の入出力波形を示す波形図である。 ３……TTL出力部、17……出力部の蓄積電荷放電用のト
ランジスタ、21……クランプ用のトランジスタ、25,26
……定電圧のクランプ回路での出力波形、27,28……ク
ランプ電圧に温度特性を持たせた場合の出力波形。
Claims (1)
- 【請求項１】電流出力型の差動アンプと、飽和スイッチ
ング型の出力部と、上記差動アンプの出力に同期した出
力部の蓄積電荷放電用のトランジスタと、上記出力部の
入力電圧しきい値の温度特性に比例した出力電圧を持つ
電圧源を持ち、上記差動アンプの出力電圧を上記電圧源
によって上記しきい値より小さい電圧でクランプするこ
とを特徴とした電圧比較器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26799686A JPH0760994B2 (ja) | 1986-11-11 | 1986-11-11 | 電圧比較器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26799686A JPH0760994B2 (ja) | 1986-11-11 | 1986-11-11 | 電圧比較器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63121313A JPS63121313A (ja) | 1988-05-25 |
| JPH0760994B2 true JPH0760994B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=17452462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26799686A Expired - Fee Related JPH0760994B2 (ja) | 1986-11-11 | 1986-11-11 | 電圧比較器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0760994B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5592124A (en) * | 1995-06-26 | 1997-01-07 | Burr-Brown Corporation | Integrated photodiode/transimpedance amplifier |
| JP7128026B2 (ja) * | 2018-05-10 | 2022-08-30 | 三菱電機エンジニアリング株式会社 | 基準信号選択回路 |
-
1986
- 1986-11-11 JP JP26799686A patent/JPH0760994B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63121313A (ja) | 1988-05-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |