JPH08213909A - 電圧記憶回路 - Google Patents

電圧記憶回路

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JPH08213909A
JPH08213909A JP3588395A JP3588395A JPH08213909A JP H08213909 A JPH08213909 A JP H08213909A JP 3588395 A JP3588395 A JP 3588395A JP 3588395 A JP3588395 A JP 3588395A JP H08213909 A JPH08213909 A JP H08213909A
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JP
Japan
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voltage
switch
switch means
circuit
capacitor
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JP3588395A
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English (en)
Inventor
Kazuyuki Maeda
一幸 前田
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Canon Inc
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高価なスイッチ手段を用いることなく、低い
電源電圧まで作動可能とし、しかも電圧記憶精度を良好
にする。 【構成】 電圧保持手段4と電圧発生手段1〜3の間に
配置され、これら手段の間を開閉するスイッチ手段5の
開成時に、このスイッチ手段の入力側と出力側の電位差
を無くす為の電圧印加手段1,2,7,8を設け、前記
スイッチ手段の開成時にこのスイッチ手段がリークしな
い様に、前記電圧保持手段に保持される電圧に近いレベ
ルの電圧を該スイッチ手段の入力側に印加し、スイッチ
手段の入力側と出力側の電位差を無くすようにしてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、サンプルホールド回路
のホールド電圧や、積分器のオートオフセットキャンセ
ル回路のオフセット電圧などの電圧記憶に用いられる電
圧記憶回路の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6は従来のこの種の電圧記憶回路の構
成を示すブロック図である。
【0003】同図において、1はロジック回路またはマ
イコン等によって構成される制御手段であり、電圧記憶
回路全体を制御する(制御タイミングは図7を用いて後
述する)。2は基準電圧発生回路であり、3のディジタ
ル・アナログコンバータ(以下、D/Aコンバータと記
す)がディジタルデータをアナログ電圧に変換するとき
に使う基準電圧を発生する。4はD/Aコンバータ3の
出力電圧を記憶するコンデンサである。5はFET等で
構成されるアナログスイッチであり、前記制御手段1か
らのSH1信号により制御される。6は入力インピーダ
ンスの高いバッファで、入力段がFET等で構成されて
おり、このバッファ6からは前記コンデンサ4に記憶さ
れた電圧が出力される。
【0004】図7は上記の回路の動作時のタイミングチ
ャートであり、制御手段1より“H”のSH1信号が出
力されるとアナログスイッチ5はONし、D/Aコンバ
ータ3とコンデンサ4とが接続され、コンデンサ4にD
/Aコンバータ3の出力電圧(VDA)が記憶される。つ
まり、コンデンサ4の電圧が書き換えられる。また、制
御手段1より“L”のSH1信号が出力されるとアナロ
グスイッチ5はOFFし、D/Aコンバータ3とコンデ
ンサ4との接続が断たれて該コンデンサ4にこの時の電
圧(=Vcap )が記憶され、前記D/Aコンバータ3の
出力が変化しても該コンデンサ4の記憶電圧は変化しな
い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、電圧
記憶時に前記アナログスイッチ5のOFF抵抗が無限大
でない為、コンデンサ4に記憶された電圧がアナログス
イッチ5よりリークしてしまうことにより、記憶時間t
が長いと、図7に示す様に記憶した電圧が変ってしまう
(出力電圧Vout 参照)、精度の悪い電圧記憶回路であ
った。
【0006】その為、アナログスイッチ5をNchFE
Tのみで構成した時、hiVTHのNchFETが必要で
あった。なお、hiVTHのNchFETとは、NchF
ETをON(ソースとドレインをON)させる為に印加
するVGS(ゲート・ソース間電圧)が通常より高くなる
様、特別のプロセスで製造されたFETのことである。
【0007】しかしながら、このhiVTHのNchFE
Tを使うと、OFF時の抵抗が無限大近くになるが、O
Nさせる時に高い電圧が必要となる為、電源が低電圧時
にはまで該回路が作動しなくなる不都合ある。
【0008】また、この回路をICで製造した時、hi
THの特別なプロセスが必要となる為に製造コストが上
ってしまうという問題点があった。
【0009】(発明の目的)本発明の目的は、高価なス
イッチ手段を用いることなく、低い電源電圧まで作動
し、且つ、電圧記憶精度の良好な電圧記憶回路を提供す
ることである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の本発明は、電圧保持手段と電圧発生
手段の間に配置され、これら手段の間を開閉するスイッ
チ手段の開成時に、このスイッチ手段の入力側と出力側
の電位差を無くす為の電圧印加手段を設け、前記スイッ
チ手段の開成時にこのスイッチ手段がリークしない様
に、前記電圧保持手段に保持される電圧に近いレベルの
電圧を該スイッチ手段の入力側に印加し、スイッチ手段
の入力側と出力側の電位差を無くすようにしている。
【0011】同じく上記の目的を達成するために、請求
項2記載の本発明は、スイッチ手段の開成のタイミング
と電圧印加手段によるスイッチ手段の入力側への電圧印
加のタイミングとに時間差を持たせ、前記スイッチ手段
の応答遅れにより、該スイッチ手段の入力側の電圧が電
圧発生手段から電圧印加手段に切り換った際に、未だス
イッチ手段が閉成状態のままであり、記憶された電圧が
変化しないようにしている。
【0012】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。
【0013】図1は本発明の第1の実施例における電圧
記憶回路の構成を示すブロック図であり、図6と同じ部
分は同一符号を付し、その説明は省略する。
【0014】同図において、7,8はアナログスイッチ
であり、アナログスイッチ5と7は制御手段1からのS
H1信号により同時にON,OFFし、アナログスイッ
チ8は制御手段1からのSH2信号によりON,OFF
する。
【0015】図2は上記の各アナログスイッチの構成の
一例を示す図であり、図2(a)のアナログスイッチ9
(図1の5,7,8に相当する)を、図2(b)に示す
様に、PchFET10,NchFET11,インバー
タ12によって構成している。
【0016】更に詳述すると、PchFET10とNc
hFET11のソースとドレインをそれぞれ接続し、N
chFET11のゲートに制御手段1からのSHn信号
を入れる。そして、NchFET11のゲートとPch
FET10のゲートの間にインバータ12を配置し、
“H”のSHn信号が入力することでNchFET11
がON,PchFET10がOFFとなり、“L”のS
Hn信号が入力することでNchFET11がOFF,
PchFET10がONするようにしている。
【0017】本実施例のアナログスイッチには、図2の
様に、PchFETとNchFETを抱合せで使用した
が、MOS型,接合型等のFETを用いても良い。ま
た、電源電圧より1VTH(VGSがONする最低電圧)よ
り低い電圧しか記憶しないのなら、Nchだけでも良
い。他に、FETの代わりにSIT(静電誘導型トラン
ジスタ)を用いても良い。
【0018】図3は、図1の回路の動作時のタイミング
チャートであり、以下これを参照しながら説明する。
【0019】まず、コンデンサ4の記憶電圧を書換える
際について述べる。
【0020】制御手段1はD/Aコンバータ3に記憶し
たい電圧のディジタルデータを送り、D/Aコンバータ
3にアナログの電圧(VDA)を発生させる。そして、
“H”のSH1信号を出力し、アナログスイッチ5と7
をONさせ、又“L”のSH2信号を出力し、アナログ
スイッチ8をOFFさせる。これにより、D/Aコンバ
ータ3→アナログスイッチ7→アナログスイッチ5→コ
ンデンサ4と電流が流れ、コンデンサ4にVDAが充電さ
れ、図1に示す各部の電圧はVDA=VSWiN=Vcap とな
る(図3参照)。
【0021】次に、前記コンデンサ4に充電された電圧
を記憶させる場合は、制御手段1は、SH2信号とSH
1信号を共に“L”の状態にし、その後、SH2信号を
“H”としてアナログスイッチ8のみをONにする。こ
れにより、D/Aコンバータ3とコンデンサ4との接続
が断たれ、前記コンデンサ4に充電された電圧が保持
(記憶)されることになる。なお、書換えと記憶の間に
一瞬間を設けるのは、アナログスイッチの応答の遅れに
より、アナログスイッチ8と5が同時にONしない様に
し、一瞬でも同時にONするとコンデンサ4の記憶電圧
が変化してしまうのを防ぐ為である。
【0022】ここで、アナログスイッチ5のOFF時の
抵抗をRSWとし、t秒後の変動した電圧をVt とする。
また、iはアナログスイッチ5のリーク電流、Cはコン
デンサ4の静電容量、コンデンサ4の充電電圧Vとする
と、 i・t=C・V より V=(i・t)/C ……(1) となる。
【0023】iはアナログスイッチ5の両端電圧をRSW
で割ったものであり、 i=(Vcap −VSWiN)/RSW ……(2) 上記(1),(2)式より Vt ={(Vcap −VSWiN) t}/(RSW・C) ……(3) となる。ここで、「Vcap ≒Vref 」のとき、「Vref
=VSWiN」なので Vcap −VSWiN≒0 となる。よって、上記(3)式が「Vt ≒0」となるこ
とから、精度の高い電圧記憶回路となる。
【0024】因みに、従来の回路構成(図6)では、上
記(2)式は i=(Vcap −VDA)/RSW となり、「Vcap ≠VDA」なので Vt ={(Vcap −VDA)t}/(RSW・/C) ……(4) となり、Vt は変動するので前述した様に精度が悪い。
【0025】(第2の実施例)図4は本発明の第2の実
施例を示す電圧記憶回路の構成を示すブロック図であ
り、図1と同じ部分は同一符号を付し、その説明は省略
する。
【0026】同図において、13はコンデンサであり、
第2の電圧発生手段の一部となっている。
【0027】図5は、図4の構成における回路の動作時
のタイミングチャートである。
【0028】SH1=“H”のとき、アナログスイッチ
5と7が共にONして、D/Aコンバータ3の出力電圧
(VDA)がコンデンサ4とコンデンサ13に記憶され
る。そして、SH1=”L”となることにより、記憶状
態となる。
【0029】第1の実施例では、「VDA≒Vref 」とな
る様使用にしていたが、「VDA≠Vref 」で使用したい
時には第2の実施例が有効である。
【0030】記憶状態でアナログスイッチ5がリークし
ない様、第1の実施例ではVcap に近い電圧のVref
アナログスイッチ5に印加していたが、この第2の実施
例では、Vref の代わりにVcap に近い電圧をコンデン
サ13に印加することで実現している。
【0031】以上の各実施例によれば、記憶状態でアナ
ログスイッチ5がリークしない様に、Vcap に近い電圧
(Vref やコンデンサ13の充電電圧)をアナログスイ
ッチ5に印加し、該アナログスイッチ15の両端電圧差
を小さくする様にしている為、電圧記憶の精度を向上さ
せることができる。
【0032】また、従来の様なhiVTHのプロセスのF
ETを使用しなくて済むので、コスト低減化を図ること
ができる。
【0033】(発明と実施例の対応)本実施例におい
て、制御手段1,基準電圧発生回路2及びD/Aコンバ
ータ3が本発明の電圧発生手段に相当し、アナログスイ
ッチ5が本発明のスイッチ手段に相当し、制御手段1,
基準電圧発生回路2及びアナログスイッチ7,8、又は
制御手段1及びコンデンサ13が本発明の電圧印加手段
に相当し、コンデンサ4が本発明の電圧保持手段に相当
する。
【0034】以上が実施例の各構成と本発明の各構成の
対応関係であるが、本発明は、これら実施例の構成に限
定されるものではなく、請求項で示した機能、又は実施
例がもつ機能が達成できる構成であればどのようなもの
であってもよいことは言うまでもない。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電圧保持手段と電圧発生手段の間に配置され、これら手
段の間を開閉するスイッチ手段の開成時に、このスイッ
チ手段の入力側と出力側の電位差を無くす為の電圧印加
手段を設け、前記スイッチ手段の開成時にこのスイッチ
手段がリークしない様に、前記電圧保持手段に保持され
る電圧に近いレベルの電圧を該スイッチ手段の入力側に
印加し、スイッチ手段の入力側と出力側の電位差を無く
すようにしている。
【0036】また、本発明によれば、スイッチ手段の開
成のタイミングと電圧印加手段によるスイッチ手段の入
力側への電圧印加のタイミングとに時間差を持たせ、前
記スイッチ手段の応答遅れにより、該スイッチ手段の入
力側の電圧が電圧発生手段から電圧印加手段に切り換っ
た際に、未だスイッチ手段が閉成状態のままであり、記
憶された電圧が変化しないようにしている。
【0037】よって、高価なスイッチ手段を用いること
なく、低い電源電圧まで作動し、且つ、電圧記憶精度の
良好な電圧記憶回路を提供可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における電圧記憶回路の
構成を示すブロック図である。
【図2】図1の各アナログスイッチの構成の一例を示す
図である。
【図3】図1の回路の動作時におけるタイミングチャー
トである。
【図4】本発明の第2の実施例における電圧記憶回路の
構成を示すブロック図である。
【図5】図4の回路の動作時におけるタイミングチャー
トである。
【図6】従来のアナログ電圧記憶回路の構成を示すブロ
ック図である。
【図7】図6の回路の動作時におけるタイミングチャー
トである。
【符号の説明】
1 制御手段 2 基準電圧発生回路 3 D/Aコンバータ 4,13 コンデンサ 5,7,8 アナログスイッチ 6 バッファ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所望の電圧を発生する電圧発生手段と、
    前記電圧を保持する電圧保持手段と、該電圧保持手段と
    前記電圧発生手段の間に配置され、これら手段の間を開
    閉するスイッチ手段と、前記電圧保持手段に保持された
    電圧を出力するバッファ手段とを備えた電圧記憶回路に
    おいて、前記スイッチ手段の開成時に、このスイッチ手
    段の入力側と出力側の電位差を無くす為の電圧印加手段
    を設けたことを特徴とする電圧記憶回路。
  2. 【請求項2】 前記スイッチ手段の開成のタイミングと
    前記電圧印加手段によるスイッチ手段の入力側への電圧
    印加のタイミングとに時間差を持たせたことを特徴とす
    る請求項1記載の電圧記憶回路。
JP3588395A 1995-02-02 1995-02-02 電圧記憶回路 Pending JPH08213909A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7332941B2 (en) 2004-03-16 2008-02-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Analog switch circuit and sample-and-hold circuit including the same
US7474139B2 (en) 2004-03-24 2009-01-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor integrated circuit device and frequency modulation device
JP2010193432A (ja) * 2009-01-22 2010-09-02 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Rfidタグ

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