JPH1084260A - Comparator - Google Patents

Comparator

Info

Publication number
JPH1084260A
JPH1084260A JP25776196A JP25776196A JPH1084260A JP H1084260 A JPH1084260 A JP H1084260A JP 25776196 A JP25776196 A JP 25776196A JP 25776196 A JP25776196 A JP 25776196A JP H1084260 A JPH1084260 A JP H1084260A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power supply
transistors
preamplifier
comparison circuit
emitter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP25776196A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Nishida
芳雄 西田
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP25776196A priority Critical patent/JPH1084260A/en
Publication of JPH1084260A publication Critical patent/JPH1084260A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To output the normal result of comparison with fast clock frequency against the delicate analog input of a low voltage level by preparing an N- channel MOS transistor TR Which functions as a constant current source for the differential pair of a pre-amplifier. SOLUTION: A pre-amplifier 2 consists of the NPN TR Q5 and Q6 whose bases are connected to the emitters of the NPN TR Q1 and Q2 with collectors connected to one of both ends of each of resistances R5 and R6 constructing a collector load circuit and the emitters connected in common to each other and constructing a differential pair respectively, and an N-channel MOS TR MN1 which receives the bias power voltage Vb2 via its gate and has a drain connected to a common emitter of both TR Q5 and Q6 and a source connected to a power supply Vcc2 respectively. The TR MN1 uses an NMOSFET having a large W/L (channel width/length), so that a saturated state can be kept even at a low drain-source voltage level.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、比較回路に関し、
特に、低電源電圧・高速アナログ・ディジタル変換器
(「A/D変換器」という)等に用いて好適とされる比
較回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a comparison circuit,
In particular, the present invention relates to a comparison circuit which is suitable for use in a low power supply voltage / high speed analog / digital converter (referred to as “A / D converter”).

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、高速・高精度なA/D変換器を実
現する変換方式として、全並列型や直並列型が一般に用
いられている。この種の変換方式では、アナログ信号を
ディジタルコードに変換するために、高速且つ高入力精
度の比較回路が必要不可欠とされている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a conversion method for realizing a high-speed and high-precision A / D converter, an all-parallel type and a series-parallel type are generally used. In this type of conversion method, a high-speed and high-input-accuracy comparison circuit is indispensable for converting an analog signal into a digital code.

【0003】この種の従来の比較回路は、例えば、文献
1(電子情報通信学会技報 ICD91−85)や文献
2(IEEE 1987 ISSCC Digest
oftechnical papers pp.98−
99)等に記載されるように、主として、エミッタ・フ
ォロワと、プリアンプ、およびストローブ比較器を備え
て構成されている。図3に、この種の従来の比較回路の
回路構成を示す。
[0003] A conventional comparison circuit of this type is disclosed in, for example, Reference 1 (IEICE Technical Report ICD91-85) and Reference 2 (IEEE 1987 ISSCC Digest).
oftechnical papers pp. 98-
99), etc., it mainly includes an emitter follower, a preamplifier, and a strobe comparator. FIG. 3 shows a circuit configuration of a conventional comparison circuit of this type.

【0004】すなわち、図3を参照して、この従来の比
較回路は、アナログ入力信号を入力とするエミッタ・フ
ォロワ1と、エミッタ・フォロワ1の出力を差動入力と
するプリアンプ2と、プリアンプ2の差動出力を入力す
るストローブ比較器3と、を備え、エミッタ・フォロワ
1は、アナログ入力電圧Vin1、Vin2がベースに
入力され、コレクタが電源Vcc1に接続されたトラン
ジスタQ1、Q2と、ベースにバイアス電源電圧Vb1
が与えられ、エミッタに抵抗R1、R2の一端が接続さ
れたトランジスタQ3、Q4と、を備えて構成されてい
る。
Referring to FIG. 3, this conventional comparison circuit comprises an emitter follower 1 having an analog input signal as an input, a preamplifier 2 having a differential input as an output of the emitter follower 1, and a preamplifier 2 having a differential input. And a strobe comparator 3 for inputting differential outputs of the transistors Q1 and Q2. The emitter follower 1 has transistors Q1 and Q2 having analog input voltages Vin1 and Vin2 input to a base and collectors connected to a power supply Vcc1, and a base connected to a base. Bias power supply voltage Vb1
, And transistors Q3 and Q4 each having one end of each of resistors R1 and R2 connected to the emitter.

【0005】また、プリアンプ2は、ベースがトランジ
スタQ1、Q2のエミッタにそれぞれ接続され、コレク
タがコレクタ負荷回路4を構成する抵抗R5、R6の一
端にそれぞれ接続され、エミッタが共通接続されたトラ
ンジスタQ5、Q6と、ベースにバイアス電源電圧Vb
1が与えられ、コレクタがトランジスタQ5、6の共通
接続されたエミッタに接続され、エミッタが抵抗R9の
一端に接続されたトランジスタQ16と、を備えて構成
されている。
The preamplifier 2 has a base connected to the emitters of the transistors Q1 and Q2, a collector connected to one ends of resistors R5 and R6 forming the collector load circuit 4, and an emitter connected to the transistor Q5. , Q6 and a bias power supply voltage Vb
1, a transistor Q16 whose collector is connected to the commonly connected emitters of the transistors Q5 and Q6, and whose emitter is connected to one end of the resistor R9.

【0006】そして、ストローブ比較器3は、ベースが
プリアンプ2の出力(トランジスタQ5、Q6と負荷抵
抗R5、R6のそれぞれの接続点)に接続され、コレク
タが抵抗R3、R4の一端にそれぞれ接続され、エミッ
タが共通接続されたトランジスタQ7、Q8と、コレク
タがそれぞれ抵抗R3、R4の一端に接続され、ベース
がそれぞれ抵抗R4、R3の一端に接続され、エミッタ
が共通接続されたトランジスタQ9、Q10と、ベース
にそれぞれ第1、第2クロック信号CLK、CLKBが
印加され、コレクタがそれぞれトランジスタQ8、Q9
の共通エミッタ、トランジスタQ9、Q10の共通エミ
ッタに接続され、エミッタが共通接続されたトランジス
タQ11、Q12と、ベースにバイアス電源電圧Vb1
が与えられ、エミッタに抵抗R8の一端が接続されたト
ランジスタQ15により形成された定電流源5と、を備
えて構成されている。
The strobe comparator 3 has a base connected to the output of the preamplifier 2 (a connection point between the transistors Q5 and Q6 and the load resistors R5 and R6), and a collector connected to one ends of the resistors R3 and R4. , Transistors Q7 and Q8 whose emitters are connected in common, and transistors Q9 and Q10 whose collectors are connected to one ends of resistors R3 and R4 and whose bases are connected to one ends of resistors R4 and R3, respectively, and whose emitters are connected in common. , Base are applied with first and second clock signals CLK and CLKB, respectively, and collectors are connected to transistors Q8 and Q9, respectively.
, A common emitter of transistors Q9 and Q10, transistors Q11 and Q12 whose emitters are commonly connected, and a bias power supply voltage Vb1 at the base.
And a constant current source 5 formed by a transistor Q15 having one end connected to the emitter of the resistor R8.

【0007】図3の比較回路を構成している各回路部に
ついて説明する。
[0007] Each circuit constituting the comparison circuit of FIG. 3 will be described.

【0008】エミッタ・フォロワ1は、入力信号歪みが
小さくなるよう比較回路の入力電流を一定に保ち、また
キックバック雑音の入力信号への回り込みを小さくして
いる。
The emitter follower 1 keeps the input current of the comparison circuit constant so as to reduce the distortion of the input signal, and reduces the sneak of kickback noise to the input signal.

【0009】プリアンプ2は、微少なアナログ入力電圧
を増幅し、変換エラーの低減と高速動作を可能としてい
る。
The preamplifier 2 amplifies a very small analog input voltage to reduce conversion errors and enable high-speed operation.

【0010】また、ストローブ比較器3は、互いに相補
な第1、第2のクロック信号CLK、CLKBの制御に
より、比較回路の出力Vout1,Vout2をディジ
タル信号レベルまで増幅している。
The strobe comparator 3 amplifies the outputs Vout1 and Vout2 of the comparison circuit to a digital signal level by controlling the first and second clock signals CLK and CLKB which are complementary to each other.

【0011】したがって、エミッタ・フォロワ1、プリ
アンプ2、ストローブ比較器3により構成される比較回
路により、高速クロック動作で、微少なアナログ入力を
比較し、その結果をディジタルレベルまで増幅できる。
Therefore, a small analog input can be compared by a high-speed clock operation by a comparison circuit composed of the emitter follower 1, the preamplifier 2, and the strobe comparator 3, and the result can be amplified to a digital level.

【0012】次に、図3に示した従来の比較回路の動作
を、図4に示す信号波形図を参照して簡単に説明する。
図4には、アナログ入力信号電圧Vin1,Vin2
(図4(A))、出力電圧Vout1,Voiut2
(図4(B))、互いに相補な第1、第2のクロック信
号CLK、CLKB(図4(C))のタイミング信号波
形が示されている。
Next, the operation of the conventional comparison circuit shown in FIG. 3 will be briefly described with reference to a signal waveform diagram shown in FIG.
FIG. 4 shows analog input signal voltages Vin1 and Vin2.
(FIG. 4A), output voltages Vout1, Vout2
(FIG. 4B) shows the timing signal waveforms of the first and second clock signals CLK and CLKB (FIG. 4C) which are complementary to each other.

【0013】図3に示した従来の比較器は、正相クロッ
ク信号CLKが高レベル(CLKBは低レベル)の時、
2つのアナログ入力Vin1とVin2とを比較し、出
力が入力に追従する(フォロー・モード)。すなわち、
正相クロック信号CLKが高レベルの時トランジスタQ
11が導通し(トランジスタQ12は非導通)、プリア
ンプ2の出力を入力とするトランジスタQ7、Q8から
なる差動対の出力がディジタル出力Vout1,Vou
t2に伝達される。
In the conventional comparator shown in FIG. 3, when the positive-phase clock signal CLK is at a high level (CLKB is at a low level),
The two analog inputs Vin1 and Vin2 are compared, and the output follows the input (follow mode). That is,
When the positive-phase clock signal CLK is at a high level, the transistor Q
11 is turned on (transistor Q12 is turned off), and the output of a differential pair consisting of transistors Q7 and Q8 having the output of preamplifier 2 as input is digital output Vout1, Vout.
It is transmitted to t2.

【0014】一方、逆相クロック信号CLKBが高レベ
ルの時、クロック信号が切り換わった瞬間の出力をディ
ジタル・レベルまで再増幅する(ラッチ・モード)。す
なわち、逆相クロック信号CLKBが高レベルの時、ス
トローブ比較器3において、トランジスタQ12が導通
(トランジスタQ11は非導通)し、トランジスタQ
9、Q10からなる差動対は、トランジスタQ8、Q7
からなる差動対の出力(従って、Vout2、Vout
1)をベース入力としクロックが切り替わった時点の出
力をラッチする。
On the other hand, when the inverted phase clock signal CLKB is at a high level, the output at the moment when the clock signal is switched is re-amplified to a digital level (latch mode). That is, when the inverted-phase clock signal CLKB is at a high level, in the strobe comparator 3, the transistor Q12 is turned on (the transistor Q11 is turned off) and the transistor Q12 is turned off.
9 and Q10 are transistors Q8 and Q7.
(Therefore, Vout2, Vout2)
1) is used as a base input, and the output at the time when the clock is switched is latched.

【0015】図4に示すように、微少な差電圧(0.5
mV)のアナログ入力を比較し、その結果を増幅し、デ
ィジタル出力まで伝達している。
As shown in FIG. 4, a small difference voltage (0.5
mV), and the result is amplified and transmitted to the digital output.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の比較回路においては、低電圧レベルのアナログ
入力を正常に比較できない、という問題点を有してい
る。この問題点を、図3に示した回路構成図、及び図5
に示した信号波形図を参照して以下に説明する。
However, the above-mentioned conventional comparison circuit has a problem that analog inputs at low voltage levels cannot be compared normally. This problem is solved by the circuit configuration diagram shown in FIG.
This will be described below with reference to the signal waveform diagram shown in FIG.

【0017】図3を参照すると、従来の比較回路におい
て、Vbeはバイポーラ・トランジスタのベース・エミ
ッタ間電圧であり、VIbはバイポーラトランジスタで
構成されるプリアンプ2の定電流源に要する電圧であ
り、次式(1)、(2)と表される。
Referring to FIG. 3, in the conventional comparison circuit, Vbe is a base-emitter voltage of a bipolar transistor, VIb is a voltage required for a constant current source of a preamplifier 2 composed of a bipolar transistor. Expressions (1) and (2) are given.

【0018】Vbe≒0.8V …(1) VIb≧0.6V …(2)Vbe ≒ 0.8 V (1) VIb ≧ 0.6 V (2)

【0019】VIbは、定電流源として作用するトラン
ジスタQ16が飽和しないために必要とされるコレクタ
・エミッタ電圧を含む。従って、従来の比較回路におい
ては、その回路構成上、アナログ入力電圧Vin1、V
in2は、およそ次式(3)の条件を満たす必要があ
る。
VIb includes the collector-emitter voltage required so that transistor Q16 acting as a constant current source does not saturate. Therefore, in the conventional comparison circuit, the analog input voltages Vin1, V1
in2 needs to approximately satisfy the condition of the following equation (3).

【0020】Vin1、Vin2≧2.2V …(3)Vin1, Vin2 ≧ 2.2V (3)

【0021】そして、上式(1)が満たされない場合、
すなわち上式(3)が満たされない低いアナログ電圧が
入力された場合には、トランジスタQ16が飽和してし
まい、プリアンプ2の動作電流が一定でなくなる。
When the above equation (1) is not satisfied,
That is, when a low analog voltage that does not satisfy the above equation (3) is input, the transistor Q16 is saturated, and the operating current of the preamplifier 2 is not constant.

【0022】このため、図5に示すように、図3に示し
た従来の比較回路に、アナログ入力Vin1,Vin2
として1.8V付近の微少差電圧が入力された場合(図
5(A)参照)には、比較回路の出力Vout1,Vo
ut2(図5(B)参照)はアナログ入力に対応しない
結果となる。
For this reason, as shown in FIG. 5, analog inputs Vin1 and Vin2 are added to the conventional comparison circuit shown in FIG.
When a small difference voltage near 1.8 V is input (see FIG. 5A), the outputs Vout1 and Vo of the comparison circuit are output.
ut2 (see FIG. 5B) does not correspond to the analog input.

【0023】したがって、本発明は、上記事情に鑑みて
なされたものであって、その目的は、低電圧レベルの微
少なアナログ入力に対して高速クロック周波数で正常な
比較結果を出力することを可能にする比較回路を提供す
ることにある。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to output a normal comparison result at a high clock frequency with respect to a small analog input at a low voltage level. To provide a comparison circuit.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の比較回路は、比較されるアナログ入力信号
をそれぞれ入力とするエミッタ・フォロワの出力を入力
とする差動対を備えたプリアンプと、クロック信号の制
御のもと前記プリアンプの出力を入力としこれを増幅し
て出力端子に出力し、ついで前記クロック信号の反転に
応じて出力レベルをラッチするように制御する回路と、
を備えた比較回路において、前記プリアンプの差動対の
定電流源としてNチャネルMOSトランジスタを備えた
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a comparison circuit according to the present invention comprises a preamplifier having a differential pair having an output of an emitter follower having an input as an analog input signal to be compared and having an input as an output. A circuit that receives an output of the preamplifier as an input under the control of a clock signal, amplifies the output and outputs it to an output terminal, and then controls the output level to be latched in accordance with the inversion of the clock signal;
Wherein an N-channel MOS transistor is provided as a constant current source of the differential pair of the preamplifier.

【0025】本発明においては、前記NチャネルMOS
トランジスタが、そのW/L(チャネル幅/チャネル
長)比が所定の値に設定される。
In the present invention, the N-channel MOS
The W / L (channel width / channel length) ratio of the transistor is set to a predetermined value.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態につ
いて以下に説明する。本発明に係る比較回路は、その好
ましい実施の形態において、図1を参照すると、エミッ
タ・フォロワ1、プリアンプ2、ストローブ比較回路3
と、を備え、エミッタ・フォロワ1は、コレクタが第1
電源に接続され、ベースがそれぞれ第1、第2のアナロ
グ入力端子に接続された第1、第2のトランジスタQ
1、Q2と、コレクタがそれぞれ第1、第2のトランジ
スタQ1、Q2のエミッタに接続され、ベースが第1バ
イアス電源Vb1に接続され、エミッタがそれぞれ一端
が第2電Vcc2源に接続された第1、第2の抵抗R
1、R2の他端に接続された第3、第4のトランジスタ
Q3、Q4と、を備える。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below. In a preferred embodiment of the comparison circuit according to the present invention, referring to FIG. 1, an emitter follower 1, a preamplifier 2, a strobe comparison circuit 3
And the emitter follower 1 has a collector of the first type.
A first transistor Q connected to a power supply and a base connected to the first and second analog input terminals, respectively;
1 and Q2, the collectors of which are connected to the emitters of the first and second transistors Q1 and Q2, the base is connected to the first bias power supply Vb1, and the emitters are connected at one end to the second power supply Vcc2. 1, the second resistor R
1, and third and fourth transistors Q3 and Q4 connected to the other ends of R2.

【0027】また、プリアンプ2は、第1電源Vcc1
に接続され、第1、第2のプリアンプ出力を有したコレ
クタ負荷回路4と、コレクタがコレクタ負荷回路4に接
続され、ベースがそれぞれエミッタ・フォロワ回路の第
1、第2のトランジスタQ1、Q2のエミッタに接続さ
れ、エミッタが共通接続された第5、第6のバイポーラ
・トランジスタQ5、Q6と、ドレインが第5、第6の
トランジスタQ5、Q6の共通接続されたエミッタに接
続され、ゲートが第2バイアス電源Vb2に接続され、
ソースが第2電源Vcc2に接続されたNチャネルMO
SトランジスタMN1と、を備えて構成される。
The preamplifier 2 has a first power supply Vcc1
And a collector load circuit 4 having first and second preamplifier outputs, and a collector connected to the collector load circuit 4 and a base connected to the first and second transistors Q1 and Q2 of the emitter follower circuit, respectively. Fifth and sixth bipolar transistors Q5 and Q6 connected to the emitter, the emitters being connected in common, the drain is connected to the commonly connected emitters of the fifth and sixth transistors Q5 and Q6, and the gate is connected to the 2 bias power supply Vb2,
N-channel MO whose source is connected to the second power supply Vcc2
And an S transistor MN1.

【0028】ストローブ比較器3は、コレクタが、それ
ぞれ一端が第1電源Vcc1に接続された第4、第3の
抵抗R4、R3の他端に接続されるとともに第1、第2
のディジタル出力端子Vout1、Vout2に接続さ
れ、ベースがそれぞれ第1、第2のプリアンプ出力に接
続され、エミッタが共通接続された第7、第8のトラン
ジスタQ7,Q8と、コレクタがそれぞれ第1、第2の
ディジタル出力端子Vout1、Vout2に接続さ
れ、ベースがそれぞれ第2、第1のディジタル出力端子
Vout2、Vout1に接続され、エミッタが共通接
続された第9、第10のトランジスタQ9,Q10と、
コレクタがそれぞれ第7、第8のトランジスタのエミッ
タと第9、第10のトランジスタのエミッタに接続さ
れ、ベースがそれぞれ第1、第2のクロック信号端子C
LK、CLKBに接続され、エミッタが共通接続された
第11、第12のトランジスタQ11、Q12と、第1
1、第12のトランジスタQ11、Q12のエミッタと
第2電源Vcc2間に接続された定電流源と、を備えて
構成される。
The strobe comparator 3 has a collector connected to the other ends of the fourth and third resistors R4 and R3, one ends of which are connected to the first power supply Vcc1, respectively.
The seventh and eighth transistors Q7 and Q8 whose bases are connected to the first and second preamplifier outputs, the emitters are connected in common, and the collectors are respectively connected to the first and second digital output terminals Vout1 and Vout2. Ninth and tenth transistors Q9 and Q10 connected to the second digital output terminals Vout1 and Vout2, the bases are connected to the second and first digital output terminals Vout2 and Vout1, respectively, and the emitters are commonly connected;
Collectors are respectively connected to the emitters of the seventh and eighth transistors and emitters of the ninth and tenth transistors, and the bases are connected to the first and second clock signal terminals C, respectively.
LK, CLKB, and eleventh and twelfth transistors Q11 and Q12, whose emitters are connected in common,
The first and second transistors Q11 and Q12 are configured to include a constant current source connected between the emitters of the transistors Q11 and Q12 and the second power supply Vcc2.

【0029】本発明の実施の形態においては、プリアン
プ2のNチャネルMOSトランジスタは、そのW/L
(チャネル幅/チャネル長)比は、好ましくは略50〜
100とされる。
In the embodiment of the present invention, the N-channel MOS transistor of preamplifier 2 has its W / L
The ratio of (channel width / channel length) is preferably about 50 to
100.

【0030】[0030]

【実施例】上記した本発明の実施の形態について更に詳
細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照し
て以下に説明する。図1は、本発明の一実施例に係る比
較回路の構成を示す図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention; FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a comparison circuit according to one embodiment of the present invention.

【0031】図1を参照して、本実施例に係る比較回路
は、アナログ入力信号を入力とするエミッタ・フォロワ
1と、エミッタ・フォロワ1の出力を差動入力とするプ
リアンプ2と、プリアンプ2の差動出力を入力するスト
ローブ比較器3と、を備え、エミッタ・フォロア1は、
アナログ入力電圧Vin1、Vin2がベースに入力さ
れ、コレクタが電源Vcc1に接続されたNPNトラン
ジスタQ1、Q2と、ベースにバイアス電源電圧Vb1
が与えられ、エミッタに抵抗R1、R2の一端が接続さ
れたNPNトランジスタQ3、Q4により構成されてい
る。
Referring to FIG. 1, a comparison circuit according to the present embodiment includes an emitter follower 1 having an analog input signal as input, a preamplifier 2 having an output of emitter follower 1 as a differential input, and a preamplifier 2 And a strobe comparator 3 for inputting the differential output of
Analog input voltages Vin1 and Vin2 are input to the base, NPN transistors Q1 and Q2 whose collectors are connected to power supply Vcc1, and bias power supply voltage Vb1 is connected to the base.
And NPN transistors Q3 and Q4 whose emitters are connected to one ends of resistors R1 and R2, respectively.

【0032】また、プリアンプ2は、ベースが、NPN
トランジスタQ1、Q2のエミッタにそれぞれ接続さ
れ、コレクタがコレクタ負荷回路を構成する抵抗R5、
R6の一端にそれぞれ接続され、エミッタが共通接続さ
れ差動対を構成するNPNトランジスタQ5、Q6と、
ゲートにバイアス電源電圧Vb2が与えられ、ドレイン
がNPNトランジスタQ5、Q6の共通エミッタに接続
され、ソースが電源Vcc2に接続されてなるNチャネ
ルMOSトランジスタMN1と、を備えて構成されてい
る。
The preamplifier 2 has an NPN base.
The resistors R5 and R5 are connected to the emitters of the transistors Q1 and Q2, respectively.
NPN transistors Q5 and Q6 each connected to one end of R6 and having a common emitter connected to form a differential pair;
An N-channel MOS transistor MN1 having a gate supplied with a bias power supply voltage Vb2, a drain connected to a common emitter of the NPN transistors Q5 and Q6, and a source connected to the power supply Vcc2.

【0033】そして、ストローブ比較器3は、ベースが
プリアンプの差動出力にそれぞれ接続され、コレクタが
電源Vcc1に接続された抵抗R3、R4の一端にそれ
ぞれ接続され、エミッタが共通接続されたNPNトラン
ジスタQ7、Q8と、コレクタがそれぞれ抵抗R3、R
4の一端に接続され、ベースがそれぞれ抵抗R4、R3
の一端に接続され、エミッタが共通接続されたQ9、Q
10と、ベースにそれぞれ第1、第2クロック信号CL
K、CLKBが印加され、コレクタがそれぞれNPNト
ランジスタQ8、Q9の共通エミッタ、NPNトランジ
スタQ9、Q10の共通エミッタに接続され、エミッタ
が共通接続されたNPNトランジスタQ11、Q12
と、ベースにバイアス電源電圧Vb1が与えられ、エミ
ッタに抵抗R8の一端が接続されたQ15により形成さ
れた定電流源5と、を備えて構成されている。
The strobe comparator 3 has an NPN transistor having a base connected to the differential output of the preamplifier, a collector connected to one end of each of resistors R3 and R4 connected to the power supply Vcc1, and an emitter connected in common. Q7 and Q8 and collectors are resistors R3 and R, respectively.
4 and the bases are respectively connected to resistors R4 and R3.
Q9, Q9, which are connected to one end of
10 and the first and second clock signals CL at the base, respectively.
K and CLKB are applied, and the collectors are respectively connected to the common emitters of the NPN transistors Q8 and Q9, the common emitters of the NPN transistors Q9 and Q10, and the NPN transistors Q11 and Q12 whose emitters are commonly connected.
And a constant current source 5 formed by Q15 having a base supplied with a bias power supply voltage Vb1 and an emitter connected to one end of a resistor R8.

【0034】次に、図1を参照して、本発明の実施例に
係る比較回路の特徴を説明する。図1の比較回路におい
て、Vbeはバイポーラ・トランジスタのベース・エミ
ッタ間電圧であり、VIMはMOSFETで構成される
プリアンプ2の定電流源に要する電圧である。定電流源
トランジスタMN1に、W/L比(チャネル幅/チャネ
ル長比)の大きなNMOSFETを用いることで、低い
ドレイン−ソース電圧でも飽和状態を保つことができ
る。
Next, the features of the comparison circuit according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the comparison circuit of FIG. 1, Vbe is a voltage between the base and the emitter of the bipolar transistor, and VIM is a voltage required for a constant current source of the preamplifier 2 composed of a MOSFET. By using an NMOSFET having a large W / L ratio (channel width / channel length ratio) as the constant current source transistor MN1, a saturated state can be maintained even at a low drain-source voltage.

【0035】このため、本実施例においては、例えば VIM<0.6V …(4) とすることができ、アナログ入力電圧を Vin1、Vin2<2.2V …(5) にまで低減することが可能である。For this reason, in this embodiment, for example, VIM <0.6V (4) can be satisfied, and the analog input voltage can be reduced to Vin1, Vin2 <2.2V (5). It is.

【0036】プロセスにも依存するが、例えば50〜1
00の大きなW/L比のMOSFETを用いることで、
VIMを0.2V程度まで低減することができ、本実施
例においては、例えば1.8V付近の微少差電圧が入力
された場合でも、上記した従来の比較回路(図3参照)
と異なり、プリアンプ2の動作電流を一定に保ち、図5
(C)に示すように、比較回路出力Vout1,Vou
t2としてアナログ入力に対応した正常な比較結果を出
力をする。
Although it depends on the process, for example, 50 to 1
By using a MOSFET having a large W / L ratio of 00,
VIM can be reduced to about 0.2 V. In this embodiment, even when a small difference voltage of, for example, about 1.8 V is input, the above-described conventional comparison circuit (see FIG. 3)
Unlike in FIG. 5, the operating current of the preamplifier 2 is kept constant.
As shown in (C), the comparison circuit outputs Vout1, Vout
As t2, a normal comparison result corresponding to the analog input is output.

【0037】また、ストローブ比較器3の定電流源トラ
ンジスタQ15の代わりに、ゲートの所定のバイアス電
圧が印加されるNチャネルMOSトランジスタで構成す
るようにしてもよい。
Further, instead of the constant current source transistor Q15 of the strobe comparator 3, an N-channel MOS transistor to which a predetermined gate bias voltage is applied may be used.

【0038】図1に示した上記実施例では、コレクタ負
荷回路4は2つの抵抗R5、R6により構成された例を
示したが、別の実施例においては、図2に示すように、
このコレクタ負荷回路4として、広帯域入力を可能にす
るために、ペアのカスコード接続トランジスタと、3つ
の抵抗により構成してもよい。
In the above embodiment shown in FIG. 1, an example is shown in which the collector load circuit 4 is constituted by two resistors R5 and R6, but in another embodiment, as shown in FIG.
The collector load circuit 4 may be constituted by a pair of cascode connection transistors and three resistors in order to enable a wide band input.

【0039】すなわち、図2を参照して、プリアンプ2
のコレクタ負荷回路4は、3つの抵抗R5、R6、R7
と、2つのトランジスタQ13、Q14により構成さ
れ、2つのトランジスタQ13、Q14は、コレクタ
が、それぞれ一端が電源Vcc1に接続された2つの抵
抗R5、R6の他端に接続されるとともに、第1、第2
のプリアンプ出力に接続され、ベースは、一端が電源V
cc1に接続された抵抗R7の他端に共通接続され、エ
ミッタは第5、第6のトランジスタQ5、Q6のコレク
タにそれぞれ接続されている。
That is, referring to FIG.
Collector load circuit 4 includes three resistors R5, R6, R7
And two transistors Q13 and Q14. The two transistors Q13 and Q14 have their collectors connected to the other ends of two resistors R5 and R6 each having one end connected to the power supply Vcc1. Second
Is connected to the preamplifier output of the
The common is connected to the other end of the resistor R7 connected to cc1, and the emitters are connected to the collectors of the fifth and sixth transistors Q5 and Q6, respectively.

【0040】図2に示した実施例における、比較回路の
アナログ入力の下限は、図1に示した上記実施例と同様
であるため、構成、動作の説明ついては省略する。
Since the lower limit of the analog input of the comparison circuit in the embodiment shown in FIG. 2 is the same as that of the above embodiment shown in FIG. 1, the description of the configuration and operation will be omitted.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る比較
回路よれば、プリアンプの定電流源をW/L比の大きな
MOSFETにて構成したことにより、低電圧レベルの
微少なアナログ入力に対して高速クロック周波数で正常
な比較結果を出力できる、という効果を奏する。
As described above, according to the comparison circuit according to the present invention, since the constant current source of the preamplifier is constituted by the MOSFET having a large W / L ratio, a small analog input at a low voltage level can be obtained. Thus, a normal comparison result can be output at a high clock frequency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例の回路構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施例の回路構成を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration of another embodiment of the present invention.

【図3】従来の比較回路の回路構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of a conventional comparison circuit.

【図4】従来の比較回路の動作波形を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing operation waveforms of a conventional comparison circuit.

【図5】従来の回路と、本発明の一実施例との動作波形
とを比較して示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a comparison between operation waveforms of a conventional circuit and an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エミッタ・フォロワ 2 プリアンプ 3 ストローブ比較器 4 コレクタ負荷回路 5 定電流源 CLK 第1クロック信号 CLKB 第2クロック信号 MN1 N型MOSトランジスタ Q1〜Q16 npnバイポーラ・トランジスタ R1〜R7 抵抗 Vb1、Vb2 バイアス電源電圧端子 Vbe ベース・エミッタ間電圧 Vcc1、Vcc2 電源電圧端子 Vin1、Vin2 アナログ入力電圧 Vout1、Vout2 ディジタル出力電圧 VIb バイポーラ・トランジスタにて構成した定電流
源に要する電圧 VIM MOSトランジスタにて構成した定電流源に要
する電圧
REFERENCE SIGNS LIST 1 Emitter follower 2 Preamplifier 3 Strobe comparator 4 Collector load circuit 5 Constant current source CLK First clock signal CLKB Second clock signal MN1 N-type MOS transistor Q1 to Q16 npn bipolar transistor R1 to R7 Resistance Vb1, Vb2 Bias power supply voltage Terminal Vbe Base-emitter voltage Vcc1, Vcc2 Power supply voltage terminal Vin1, Vin2 Analog input voltage Vout1, Vout2 Digital output voltage VIb Voltage required for constant current source composed of bipolar transistor VIM For constant current source composed of MOS transistor Required voltage

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】比較されるアナログ入力信号をそれぞれ入
力とするエミッタ・フォロワの出力を入力とする差動対
を備えたプリアンプと、 クロック信号の制御のもと前記プリアンプの出力を入力
としこれを増幅して出力端子に出力し、ついで前記クロ
ック信号の反転に応じて出力レベルをラッチするように
制御する回路と、を備えた比較回路において、 前記プリアンプの差動対の定電流源としてNチャネルM
OSトランジスタを備えたことを特徴とする比較回路。
1. A preamplifier having a differential pair having an output of an emitter follower having an analog input signal to be compared as an input and an output of the preamplifier having an output under the control of a clock signal. A circuit for amplifying and outputting the amplified signal to an output terminal, and then controlling the output level to be latched in accordance with the inversion of the clock signal. An N-channel as a constant current source of a differential pair of the preamplifier M
A comparison circuit comprising an OS transistor.
【請求項2】前記NチャネルMOSトランジスタが、そ
のW/L(チャネル幅/チャネル長)比が所定の値に設
定されてなることを特徴とする請求項1記載の比較回
路。
2. The comparison circuit according to claim 1, wherein said N-channel MOS transistor has a W / L (channel width / channel length) ratio set to a predetermined value.
【請求項3】コレクタが第1電源に接続され、ベースが
それぞれ第1、第2のアナログ入力端子に接続された第
1、第2のトランジスタと、 コレクタがそれぞれ第1、第2のトランジスタのエミッ
タに接続され、ベースが第1バイアス電源に接続され、
エミッタがそれぞれ一端が第2電源に接続された第1、
第2の抵抗の他端に接続された第3、第4のトランジス
タと、を備えてなるエミッタ・フォロワ回路と、 前記プリアンプは、第1電源に接続され、第1、第2の
プリアンプ出力を有したコレクタ負荷回路と、 コレクタが該負荷回路に接続され、ベースがそれぞれ前
記エミッタ・フォロワ回路の第1、第2のトランジスタ
のエミッタに接続され、エミッタが共通接続された第
5、第6のバイポーラ・トランジスタと、 ドレインが該第5、第6のトランジスタの共通接続され
たエミッタに接続され、ゲートが第2バイアス電源に接
続され、ソースが第2電源に接続されたNチャネルMO
Sトランジスタと、を備えてなるプリアンプと、 コレクタが、それぞれ一端が第1電源に接続された第
3、第4の抵抗の他端に接続されるとともに第1、第2
のディジタル出力端子に接続され、ベースがそれぞれ前
記第1、第2のプリアンプ出力に接続され、エミッタが
共通接続された第7、第8のトランジスタと、 コレクタがそれぞれ第1、第2のディジタル出力端子に
接続され、ベースがそれぞれ第2、第1のディジタル出
力端子に接続され、エミッタが共通接続された第9、第
10のトランジスタと、 コレクタがそれぞれ前記第7、第8のトランジスタのエ
ミッタと前記第9、第10のトランジスタのエミッタに
接続され、ベースがそれぞれ第1、第2のクロック信号
端子に接続され、エミッタが共通接続された第11、第
12のトランジスタと、 該第11、第12のトランジスタのエミッタと第2電源
間に接続された定電流源と、を備えなるストローブ比較
回路と、 を備えたことを特徴とする比較回路。
3. A first and second transistor having a collector connected to the first power supply and a base connected to the first and second analog input terminals, respectively, and a collector having the first and second transistors, respectively. Connected to the emitter, the base is connected to the first bias power supply,
A first in which the emitters are each connected at one end to a second power supply;
An emitter-follower circuit including third and fourth transistors connected to the other end of the second resistor; and the preamplifier is connected to a first power supply, and outputs the first and second preamplifier outputs. A collector load circuit having the collector connected to the load circuit, a base connected to the emitters of the first and second transistors of the emitter follower circuit, and an emitter commonly connected to the fifth and sixth transistors, respectively. A bipolar transistor, an N-channel transistor having a drain connected to the commonly connected emitters of the fifth and sixth transistors, a gate connected to the second bias power supply, and a source connected to the second power supply;
A preamplifier comprising an S transistor; and a collector connected to the other ends of the third and fourth resistors each having one end connected to the first power supply, and
And a seventh and an eighth transistor, whose bases are connected to the first and second preamplifier outputs, and whose emitters are connected in common, and whose collectors are the first and second digital outputs, respectively. Ninth and tenth transistors, each having a base connected to the second and first digital output terminals and having an emitter connected in common, and a collector connected to the emitters of the seventh and eighth transistors, respectively. Eleventh and twelfth transistors connected to the emitters of the ninth and tenth transistors, the bases are connected to the first and second clock signal terminals, respectively, and the emitters are connected in common; A strobe comparison circuit comprising: a constant current source connected between the emitter of the twelfth transistor and the second power supply; Comparison circuit.
【請求項4】前記プリアンプのNチャネルMOSトラン
ジスタは、そのW/L(チャネル幅/チャネル長)比が
略50〜100とされたことを特徴とする請求項1又は
3記載の比較回路。
4. The comparison circuit according to claim 1, wherein said N-channel MOS transistor of said preamplifier has a W / L (channel width / channel length) ratio of approximately 50 to 100.
【請求項5】前記プリアンプのコレクタ負荷回路が、一
端が第1電源に接続され、他端がそれぞれ前記第5、第
6のトランジスタのコレクタに接続されるとともに、第
1、第2のプリアンプ出力に接続される2つの抵抗によ
り構成されることを特徴とする請求項3または4記載の
比較回路。
5. The collector load circuit of the preamplifier has one end connected to a first power supply, the other end connected to the collectors of the fifth and sixth transistors, respectively, and the first and second preamplifier outputs. The comparison circuit according to claim 3, wherein the comparison circuit is configured by two resistors connected to the comparator.
【請求項6】前記プリアンプのコレクタ負荷回路が、3
つの抵抗と2つのトランジスタにより構成され、 前記2つのトランジスタは、コレクタがそれぞれ一端が
第1電源に接続された2つの抵抗の他端に接続されると
ともに、第1、第2のプリアンプ出力に接続され、ベー
スは一端が第1電源に接続された抵抗の他端に共通接続
され、エミッタは第5、第6のトランジスタのコレクタ
に接続される、ことを特徴とする請求項3または4記載
の比較回路。
6. A preamplifier having a collector load circuit comprising:
The two transistors have collectors connected to the other ends of the two resistors each having one end connected to the first power supply, and connected to the first and second preamplifier outputs. 5. The device according to claim 3, wherein one end of the base is commonly connected to the other end of the resistor connected to the first power supply, and the emitter is connected to the collectors of the fifth and sixth transistors. Comparison circuit.
【請求項7】前記ストローブ比較器の定電流源が、ドレ
インが、前記第11、第12のトランジスタの共通接続
されたエミッタに接続され、ゲートが第3バイアス電源
に接続され、ソースが第2電源に接続されたNチャネル
MOSトランジスタにより形成されることを特徴とする
請求項5又は6記載の比較回路。
7. The constant current source of the strobe comparator has a drain connected to a commonly connected emitter of the eleventh and twelfth transistors, a gate connected to a third bias power supply, and a source connected to a second bias power supply. 7. The comparison circuit according to claim 5, wherein the comparison circuit is formed by an N-channel MOS transistor connected to a power supply.
【請求項8】前記ストローブ比較器の定電流源が、抵抗
とバイポーラトランジスタにより形成され、 該NPNトランジスタのコレクタは、前記第11、第1
2のトランジスタのエミッタに接続され、ベースは第1
バイアス電源に接続され、エミッタは一端が第2電源に
接続された抵抗の他端に接続されることを特徴とする請
求項4又は5記載の比較回路。
8. A constant current source of the strobe comparator is formed by a resistor and a bipolar transistor, and a collector of the NPN transistor is connected to the eleventh and the first.
And the base is connected to the first
The comparison circuit according to claim 4, wherein the comparator is connected to a bias power supply, and one end of the emitter is connected to the other end of the resistor connected to the second power supply.
JP25776196A 1996-09-06 1996-09-06 Comparator Pending JPH1084260A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25776196A JPH1084260A (en) 1996-09-06 1996-09-06 Comparator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25776196A JPH1084260A (en) 1996-09-06 1996-09-06 Comparator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1084260A true JPH1084260A (en) 1998-03-31

Family

ID=17310738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25776196A Pending JPH1084260A (en) 1996-09-06 1996-09-06 Comparator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1084260A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004034575A1 (en) * 2002-10-10 2004-04-22 Nec Corporation Semiconductor device
JP2011091686A (en) * 2009-10-23 2011-05-06 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Variable gain amplification circuit
KR101306272B1 (en) * 2007-09-17 2013-09-09 삼성전자주식회사 A cascade comparator and control method therof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004034575A1 (en) * 2002-10-10 2004-04-22 Nec Corporation Semiconductor device
US7106093B2 (en) 2002-10-10 2006-09-12 Nec Corporation Semiconductor device
KR101306272B1 (en) * 2007-09-17 2013-09-09 삼성전자주식회사 A cascade comparator and control method therof
JP2011091686A (en) * 2009-10-23 2011-05-06 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Variable gain amplification circuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5510734A (en) High speed comparator having two differential amplifier stages and latch stage
JPH0110007Y2 (en)
JPH0773205B2 (en) Level conversion circuit
JPH04227107A (en) Wide dynamic range transconductance stage
JPH0560686B2 (en)
US6054897A (en) Differential amplifier constituted of bipolar transistors
JP2765346B2 (en) Bimos amplification device
JP3544954B2 (en) Differential amplifier circuit, mixer circuit and variable gain amplifier circuit
JP3492891B2 (en) Output circuit device
JPH1084260A (en) Comparator
US7501860B2 (en) Differential input driver using current feedback and cross-coupled common base devices
JPH1070421A (en) Amplifier circuit
JPH04227306A (en) Differential circuit with distortion compensation
JPH1079656A (en) Current switching type switch circuit
JPH0226815B2 (en)
US20050127999A1 (en) Low distortion and high slew rate output stage for voltage feedback amplifier
Chung et al. A low-voltage low-power bipolar transconductor with high-linearity
JP3733188B2 (en) Power Amplifier
JP3313546B2 (en) Low voltage mixer circuit
JPH09261032A (en) Interface circuit
JPS6049366B2 (en) push pull amplifier
Tammam et al. A hierarchy of input stages for current feedback operational amplifiers
JPH0433162B2 (en)
JP2815753B2 (en) Semiconductor integrated circuit
JP3707653B2 (en) AD conversion circuit and magnetic disk device

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20000328