JPS59208926A - シユミツトトリガ回路 - Google Patents

シユミツトトリガ回路

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Publication number
JPS59208926A
JPS59208926A JP8261283A JP8261283A JPS59208926A JP S59208926 A JPS59208926 A JP S59208926A JP 8261283 A JP8261283 A JP 8261283A JP 8261283 A JP8261283 A JP 8261283A JP S59208926 A JPS59208926 A JP S59208926A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
value
schmitt trigger
pair
inverter
Prior art date
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Pending
Application number
JP8261283A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshito Habuka
敏人 羽深
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP8261283A priority Critical patent/JPS59208926A/ja
Publication of JPS59208926A publication Critical patent/JPS59208926A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/353Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of field-effect transistors with internal or external positive feedback
    • H03K3/356Bistable circuits
    • H03K3/3565Bistables with hysteresis, e.g. Schmitt trigger

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 〜 この発明はシーミツトトリガ回路に関する。
〔背景技術] 先ず、第1図に0−MOSFET(コンプリメンタリM
O8電界効果トランジスタ)により構成されたシーミツ
トトリガ回路の一例を示す。同図に示すシュミットトリ
ガ回路は、半導体集積回路装置内にて構成されるもので
ある。その回路は、インバータを構成する0−M08F
ETQI、Q2と、この0−M08FETQI、Q2の
両端と電源(Vcc、GND)との間に直列に介在する
1対のMO8FETQ5.Q6と、」二記MO8FET
Q5.Q6に並列に接続する1対のスイッチング素子Q
3.Q4とを有する。また、入力IN側と出力OUT側
との論理を同じくするためのインバータN1が設けられ
ている。上記MO8FETQ5.Q6の各ゲートは、上
記0−M08FETQl、Q2の共通ゲートとともに入
力INに共通誼αシ柄イ1\入 1言−フス1.キソ〃
宇二〇QnAはそれぞれMO8L”ETにより構成され
ている。
この1対のスイッチング素子Q3.Q4は上記インバー
タN1の論理出力レベルによって相補的に導通制御され
る。
次に、−ト述した回路の動作を説明する。
先ず、入力電圧Vinが低論理レベルすなわちII L
 IIのとき、出力電圧VoutもII L IIとな
る。
この状態では、電源電位VCC側のスイッチング素子Q
3がON(導通)する−万、基準電位GND側のスイッ
チング素子Q4がOFF (非導通)となる。これによ
り、電源電位Vc、c側のI’vi OS f” gT
Q5のドレインとソース間がバイパスされる。
そして、基市電位GND側のM OS F E T Q
 6だけが0−Mo S F E ’I’ Q 1 、
 Q 2と基準電位GNDとの間に有効に介在する。こ
の状態では、そのMO8Ii”ETQ6のドレイン・ソ
ース間電圧Vdsの効果及び基板効果により、0−Mo
5yE’rQl、Q2によるインバータの入力しきい値
が高くなっている。従って、第2図に示すように、出力
電圧VoutをL′°から高論理レベルすなわちH゛′
に反転させるためには、入力電圧Viaがその高いしき
い値vHよりも高レベルにならなげればならない。
次に、入力箱1圧Vinが“■(°′のとき、出力電圧
Vou tもH”となる。この状態では、基準電位GN
D側のスイッチング素子Q =1がONする一方、電源
電位VCC側のスイッチング素子Q3がOFFとなる。
これにより、基準電位GND側のMO8FETQ6のド
レインとソースがバイパスされる。
ソシテ、WL源を位Vcc 側)M OS FE T 
Q 5 タけが0−M08FETQI、’Q2と%i、
m、’MAM、Vcc との間に有効に介在する。こθ
)状態では、先の場合とは反対に、0−M08FETQ
1.Q2によるインバータの入力しきい値が低くなって
いく1.、、従って、第2図に示すように、出力電圧V
r)utを”HIIから”L“に反転させるためには、
入力電圧■団がその低いしきい値VLよりも低レベルに
フ、仁らなければならない。
以上のようにして、出力電圧Volt tのレベルが1
1 L“からH″に遷移するときと”HIIからL°”
に遷移するときとで変化することにより、第2図に示す
ようなヒステリシス特性を得ることができる。
ここで、上述したシュミットトリガ回路では、上記2つ
のしきい値VH,VLの変化幅が上記MO8F″1BT
Q5.Q6のドレイン・ソース間電圧Vdsによって生
じるようになっている。ところが、そのドレイン・ソー
ス間電圧Vdsは、第3図に例示するように、−1二記
入力電圧Vanが高くなるにしたがって低くなる方向に
変化する。このため、入力電圧Vinが”■」”からI
I HIIへ変化する過渡状態では、上記入力しきい値
V i(が低い方向へ戻されてしまう。反対に、入力電
圧Vinが°H″からII I IIへ変化する過渡状
態では、上記入力しきい値VLが高い方向へ戻されてし
まう。この結果、動作が不安定になる。また、2つのし
きい値VHとVl、の差すなわちヒステリシス幅が小さ
くなって1例えばデジタル信号の入力回路として使用し
た場合は、ノイズマージンを大きくとることができなく
なってしまう。また、上記ドレイン・ソース間電圧Vd
sは、MO8FETQ5.Q6の機械的なサイズなどに
も依存する。このため、ヒステリシス特性の再現性が悪
いといった問題もあった。
〔発明の目的〕
この発明は、以上のような問題を鑑みてなされたもので
、その目的とするところは、動作が安定で、ヒステリシ
ス幅を広く確保することができるとともに、そのヒステ
リシス特性の再現性にすぐれたシーミツトトリガ回路を
提供することにある。
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添附図面から明かにな
るであろう。
〔発明の概要] 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、インバータを構成するコンプリメンタリMO
8電界効果トランジスタと、上記コンプリメンタリMO
8電界効果トランジスタの両端と電源との間に直列に介
在する1対の定電圧素子と、上記定電圧素子に並列に接
続する1対のスイッチング素子とを有し、上記インバー
タの論理出力レベルによって上装置対のスイッチング素
子を相補的に導通駆動することにより上記インバータの
入力しきい値を変化させるようにするとともに、上記定
電圧素子とし゛C定電圧値が電流に対して変化しないか
、あるいは正方向に変化し、かつプロセス依存性が少な
い素子を用い、これにより動作を安定にし、またヒステ
リシス幅を広く確保するとともに、そのヒステリシス特
性の再現性を高めるという目的を達成゛するものである
〔実施例〕
以下、この発明の代表的な実施例を図面を参照しながら
説明する。
な訃、図面において同一あるいは相当する部分は同一符
号で示ず。
第4図は、この発明によろシュミットトリガ回路の一実
施例を示す。同図に示す回路は、先ず、半導体集積回路
装置内にてC−MOSFETにより構成をれる。次に、
その回路は、インバータを構成するC−MO8FETQ
1.Q2と、このC−MO8FETQI、Q2の両端と
電源(Vcc。
GND)との間に直列に介在する1対のダイオードDi
、D2と、上記ダイオードDi、D2に並列に接続する
1対のスイッチング素子Q3. Q4とを有する。また
、入力IN側と出力OUT側との論理を同じくするため
のインバータN1が設けられている。上記ダイオードD
1.D2は定電圧素子として設けたものである。ここで
は、通常のPN接合構造のダイオードが使用されている
。そして、その順方向電圧降下値Vfかも定電圧値を得
るようにしている。この順方向電圧降下値Vfにより、
上記0−M08FBi’Q1.Q2の各FgTのゲート
・ソース間の入力しきい値が高くなるようなバイアスが
かかるようになっている。上記スイッチング素子Q3.
Q4はそれぞれMO8F’ETにより構成されている。
この1対のスイッチング素子Q3.Q4は上記インバー
タN1の論理出力レベルによって相補的に導通制御され
る。
そして、いずれか一方のスイッチング素子がONすると
、そのスイッチング素子と並列のダイオードのアノード
・カソード間がバイパスされるようにブxっている。つ
まり、スイッチング素子のONによってダイオ−ドの効
果が無効とされるようになっている。
次に、」二連した回路の動作を説明する。
先ず、入力電圧V+nが低論理レベルすなわちII L
 I+レベルのとき、出力電圧VoutもL IIとな
る。この状態では、電源′電位Vcc側のスイッチング
素子Q3がONする一万、基準電位GND側のスイッチ
ング素子Q4が01” Fとなる。これにより、電源電
位VCC側のダイオードD1のアノード・カソード間が
バイパスされろ。そして、基準電位GND側のダイオー
ドD2だけが0−M08FETQI、Q2と基準電位G
NDとの間に有効に介在する。この状態では、そのダイ
オードD2の順方向電圧降下値Vfの効果によって、0
−M08FETQI、Q2によるインバータの入力しき
い値が高くなっている。従って、第5図に示すように、
出力′電圧Voutを°I L IIから°°H′′に
反転させろためには、入力電圧Vinがその高いしきい
値VHよりも高レベルにならなければならない。
次に、入力電圧Vinが″11パのとき、出力電圧Vo
utもH“どなる。この状態では、基準電位()ND側
のスイッチング素子Q4がONする一万、電源電位Vc
c側のスイッチング素子Q3がQFFとなる。これによ
り、基準電位GND側のダイオードD2のアノード・カ
ソード間がバイパスされる。そして、電源電位VCC側
のダイオードD1だけが0−M08FBTQI、Q2と
型温電位Vccとの間に有効に介在する。この状態では
、先の場合とは反対に、C)−MO8FETQI、Q2
によるインバータの入力しきい値が低くなっている。
従って、第5図に示すように、出力電圧Vou tを”
)■″から°゛L”に反転させるためには、入力電圧V
inがその低いしきい値VLよりも低レベルにならなけ
ればならない。
以上のようにして、出力電圧Voutのレベルが”L”
からH”に遷移するときとH”からL′″に遷移すると
きとで変化することにより、第5図に示すようなヒステ
リシス特性を得ろことができる。
ここで、上述しプこシュミットトリガ回路では、上記2
つのしきい値VH,’VLの変化幅が上記ダイオードD
I、D2の順方向電圧降下値Vfの効果によつC生じる
ようになっている。ところが、ここで注目ずべきことは
、その順方自軍、圧降下値Vfは、第6図に例示す、る
ように、上記入力電圧Vinが高(なるにしたがって高
くなる方向に変化するということである。つまり、電流
に対して正方向に変化する性質をもっている。このため
、入力電圧Vinがn 1. ++から11 H++へ
変化する過渡状態では、上記人力しきい値V I−1が
さらに高い方へ押し一層げられろ。反対に、入力電圧V
inが” H”からI l、 1′へ変化する過渡状態
では、上記入力しきい値V ]、かさらに低い方向−\
押し下げられる。
この結果、安定なシーミツトトリガ動作を得ることがで
きる。また、2つのしきい値VHとVL。
差すなわちヒステリシス幅は拡大され、例えばデジタル
411号の入力回路として使用した場合は、ノイズマー
ジンを確実に大きくとることができる。
また、上記順方向電圧降下値Vfは、ダイオードの物理
的性質によるものであって、物理的な素子サイズ、プロ
セスパラメータなどにはほとんど依存しない。このため
、ヒステリシス特性の再現性が非常に良くなり、はとん
ど設計どおりの特性をもたせることができるようになる
。さらに、実施例の回路では、上記0−MO8FgTQ
1.Q2の基体(基板)を電源電位Vccおよび基準電
位GNDに直接接続しており、かつソース電極をダイメ
ートのVfでバイアスt7ている。これにより、基板バ
イアス効果が得られる。そして、その基体によるバイア
スは、入力電圧Viaが高フツよるにしたがって深くか
かるようになる。このような効果が上述した効果に加わ
ることにより、上記ヒステリシス幅を一層広く確保する
ことができるようになっている。
なお、定電圧素子としてはツェナーダイオードを使用す
ることもできる。これにより、−F記ヒステリシス幅を
さらに大きく設定することができる。
〔効果1 以上のように、この発明によるシュミットトリガ回路で
は、ヒステリシス幅を広く確保することができるととも
に、そのヒステリシス特性の再現性を高めることができ
る。
以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることはいうまでもブ、Cい。例えば、上記ダ
イオードはショットキーバリアダイオ−ドであってもよ
い。
〔利用分野〕
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるMO8O8型半体5
休集積について説明したが、それに限定されるものでは
な(、例えば、個別部品回路などにも適用できろ。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明以外のシュミントトリガ回路の一例を
示す回路図、 第2図は第1図の回路の特性を示すグラフ、第3図は第
1図の回路の一部分の動作例を示すグラフ、 第4図はこの発明によるシュミットトリガ回路の一実施
例を示す回路図、 第5図は第4図の回路の特性を示すグラフ、第6図は第
4図の回路の一部分の動作例を示すグラフである。 Ql、Q2・・・MO8電界効果トランジスタ、Q3.
Q4・ MO8tO8電界効果トランジスタ。 Q6・・・M OS を界効果トランジスタ、VCC”
’電源電位、GND・・・基準電位、IN・・・シュミ
ットトリガ入力、OUT・・・シーミ・ソトトリガ出力
、Vin・・・入力電圧、Vout・・・出力電圧、V
H,VL・・・入力しきい値、Vds・・・MO8電界
効果トランジスタのドレインとノース間電圧、Di、D
2・・・定電圧素子(ダイオード)、Vf・・・定電圧
値(ダイオードの順方向電圧降下値)。 代理人 弁理士  高 橋 明 夫  ζ′:)\、−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 インバータを構成するコンプリメンタリMO8電
    界効果トランジスタと、上記コンプリメンタリMO8′
    rM、弁効果トランジスタ″の両端と電源との間に直列
    に介在する1対の定電圧素子と、上記定電圧素子に並列
    に接続する1対のスイッチング素子とを有し、上記イン
    バータの論理出力レベルによって上記1対のスイッチン
    グ素子を相補的に導通駆動することにより上記インバー
    タの入力しきい値を変化させるようにするとともに、上
    記定電圧素子として定電圧値が電流に対して負方向には
    変化しない素子を用いたことを特徴とするシー、ミツト
    トリガ回路。 2−  ′:!rftP4##ケ範訓士の調儲市シ吐f
    た;上記定電圧素子としてダイオードが使用され、この
    ダイオ回路。
JP8261283A 1983-05-13 1983-05-13 シユミツトトリガ回路 Pending JPS59208926A (ja)

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