JPS597244B2 - ウインドガタコンパレ−タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、入力回路に第１および第２のトランジスタ
による差動増幅回路を構成して低レベル側のスイッチン
グ動作をさせ、次段に接続された第３のトランジスタに
よつて高レベル側のスイッチング動作をさせるウインド
形コンパレータに関する。

従来のウインド形コンパレータは、スイッチング回路を
並列接続して動作させるものであわ、一般的には、コン
パレータを２個使用して、ウインド形コンパレータを構
成するのが通例である。

第１図はその一例を示すブロック図であわ、同図におけ
るＣ１、Ｃ２はそれぞれコンパレータであつて、コンパ
レータＣ７の高レベル基準電圧印加端子とコンパレータ
Ｃ２の低レベル基準電圧印カロ端子を直結して入力端子
Ｔ１とし、コンパレータＣ１、Ｃ２の出力端子を共通に
して出力端子Ｔ２としている。そして、コンパレータＣ
１の低レベル基準電圧印加端子Ｔ３に低レベルの電圧を
印加し、コンパレータＣ２の高レベル基準電圧印加端子
Ｔ４に高レベルの電圧を印力”するようにしたものであ
る。このような従来のウインド形コンパレータは上記よ
りも明らかなように、コンパレータ２個を必要とするた
めに回路構成が複雑でスイッチング回路を並列に２個接
続する必要があわ、また、高価になる欠点があつた。

この発明は、上記従来の欠点を除去するためになされた
もので、入力回路に第１および第２のトランジスタによ
る差動増幅回路を構成して低レベル側のスイッチング動
作をさせるようにし、次段に接続された第３のトランジ
スタにより高レベル側のスイッチング動作をさせること
によシ、１個のコンパレータでウインド形コンパレータ
の機能を持たせることができ、回路構成が簡単で安価に
できるウインド形コンパレータを提供するものである。

次に、図面に基づきこの発明のウインド形コンパレータ
の実施例について説明すると、第２図はその一実施例に
あ一ける基本回路を示す図であり、同図の６は第１のト
ランジスタ、７は第２のトランジスタ、そして４は第３
のトランジスタである。

第１のトランジスタ６と第２のトランジスタ７はともに
ＮＰＮ形が使用されて督り、そして、差動増幅器を構成
してふ・り、第１のトランジスタ６と第２のトランジス
タ７の両エミツタを直結するとともに、その接続点は定
電流源１１を介して接地端子１２（ＦＣ接続されている
。また、第１のトランジスタ６のベースは低レベル基準
電圧印力Ｉ端子５に接続されており、また、第２のトラ
ンジスタ７のベースは入力端子９に接続？れている。

第１のトランジスタ６のコレクタは電源電圧供給端子１
に接続されておわ、この電源電圧供給端５子１には第２
のトランジスタ７のコレクタが負荷回路２を介して接続
されている。

上記第２のトランジスタ７のコレクタは第３のトランジ
スタ４（ＰＮＰ形）のベースに接続されている。

この第３のトランジスタ４のエミツタは５高レベル基準
電圧印加端子３に接続され、コレクタは負荷１０を介し
て上記接地端子１２に接続されているとともに、出力端
子８に接続されている。ところで、ウインド形コンパレ
ータの機能は、２つの設定値の間の入力に対してだけ、
出力が高５レベル（以下、［Ｈ」と略称する）または低
レベル（以下、「Ｌ」と略称する）となる、と云つた特
性のコンパレータの名称で、その動作の様子は第３図に
示すごとくになる。上記第２図のウインド形コンパレー
タはこのよ こうな動作を行なうものであり、以下に、
この第３図を併用してこの発明のウインド形コンパレー
タの動作について説明する。

この第３図は横軸に時間をとり、縦軸【入力電圧卦よび
出力電圧をとつて示すものであり、このｌ第３図に示す
ように、入力端子９に接地電圧から徐々に電圧を印カロ
した場合を例にとつて、詳細に述べる。

な｝、ウインド形コンパレータにおいて、低レベル基準
電圧をＶＴＬｌ高レベル側の動作設定電圧を高レベル基
準電圧ＶＴＬとして説明することにする。

さて、始めは、入力電圧は電３図より明らかなように、
接地電圧にあるので、第２のトランジスタ７のコレクタ
電圧はほぼ電源電圧に等しい電圧となり、しや断状態と
なるため、出力端子８の電圧は「Ｌ」となる。

次いで、徐々に入力端子に電圧を印加して、第２のトラ
ンジスタ７のしきい電圧、すなわち、第１のトランジス
タ６のベースに印加されている低レベル基準電圧ＶＴＬ
を越えると、第２のトランジスタ７のコレクタ．エミツ
タ電極間が導通して、コレクタ電極は「Ｌ」となる。

したがつて、この第２のトランジスタ７の次段に接続さ
れた第３のトランジスタ４はオンして、出力端子８の出
力電圧は「Ｈ」に反転する。

さら【、入力端子９に電圧を印加してゆくと、第２のト
ランジスタ７は飽和状態となり、コレクタ電圧よりベー
ス電圧が高くなる。すると、第２のトランジスタ７のコ
レクタ電圧は入力電圧の増力目にしたがつて、電圧上昇
する現象が起こＶ１この第２のトランジスタ７のコレク
タ電圧が第３のトランジスタ４の高レベル側のしきい電
圧（高レベル基準電圧）に達すると、コレクタ・エミツ
タ間はしや断状態になる。つまわ、出力端子８の出力電
圧は再び「Ｌｌに転じる。

以上の動作によ楓第２のトランジスタ７と第３のトラン
ジスタ４によつて、ウインド形のスイツチング動作を行
なわせられることになる。

また、逆に、入力端子９ＶＣ印力Ｄする電圧を高電圧状
態から接地電圧の方向に電圧降下させた場合（第３図の
右側に示す状態）！／（：卦いても、上記した動作原理
Ｋしたがつて、ウインド形スイツチング動作を行なうこ
とは自明である。また、低レベル側のしきい電圧、すな
わち、第２のトランジスタ７のスイツチング動作電圧は
、第１のトランジスタ６のベース電極に印カロされる低
レベル基準電圧によつて決まる。

な卦、第１のトランジスタ６と第２のトランジスタ７は
差動増幅器を構成しているので、温度による低レベル側
のスイツチング動作電圧の変動は打ち消し合つて温度補
償が施される。

さらに、高レベル側のしきい電圧、つまり、第３のトラ
ンジスタ４のスイツチング動作電圧はエミツタ電極に印
加される高レベル基準電圧によつて決まる。

ここで、高レベル側のしきい電圧は第３のトランジスタ
４のベース．エミツタ間電圧に依存しているが、温度変
化によるしきい電圧の変動は第２のトランジスタ７のベ
ース．エミツタ間電圧の温度変化【よる電圧変動と相殺
するため、高レベル側のしきい電圧は温度補償されるこ
とになる。

換言すれば、低レベル側のスイツチング動作電圧および
高レベル側スイツチング動作電圧ともに、温度補償が施
されている。な｝、上記第３のトランジスタ４に代えて
、電界効果トランジスタを使用してもよい。

以上のように、この発明によれば、入力電圧が低レベル
基準電圧と高レベル基準電圧との間にある間出力電圧が
得られるように第２のトランジスタおよび第３のトラン
ジスタあるいは電界効果トランジスタによつてウインド
形のスイツチング動作を行なうようにし、特に第２のト
ランジスタのスイツチング動作電圧は第１のトランジス
タのベースに印加される低レベル基準電圧で決定し、第
３のトランジスタあるいは電界効果トランジスタのスイ
ツチング動作電圧はこの第３のトランジスタまたは電界
効果トランジスタに印加する高レベル基準電圧により決
定するようにしたので、コンパレータが１個だけで、ウ
インド形コンパレータを構成することができ、回路構成
が簡単でかつ低価格化が可能となるものである。

また、温度による低レベル側のスイツチング動作電圧の
変動ならびに高レベル側のスイツチング動作電圧の変動
が補償され、動作が安定となる利点も有するものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のウインド形コンパレータのプロツク図、
第２図はこの発明のウインド形コンパレータの一実施例
の基本回路を示す図、第３図はこの発明のウインド形コ
ンパレータの動作を説明するための図である。 １・・・電源電圧供給端子、２・・・負荷回路、３・・
・高レベル基準電圧印加端子、４，６，７・・・トラン
ジスタ、５・・・低レベル基準電圧印加端子、８・・・
出力端子、９・・・入力端子、１０・・・負荷、１１・
・・定電流源、１２・・・接地端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第１、第２の一対のトランジスタで差動増幅器を構
   成し、上記第１のトランジスタのベースに低レベル基準
   電圧を印加し、上記第２のトランジスタのベースに入力
   電圧を印加するようにし、この第２のトランジスタのコ
   レクタに上記第１および第２のトランジスタとは導電性
   の異なる第３のトランジスタのベースあるいは電界効果
   トランジスタのゲートを接続し、上記第３のトランジス
   タのコレクタあるいはドレインより出力電圧を得るよう
   にし、この第３のトランジスタあるいは電界効果トラン
   ジスタの出力電圧を得る電極とは別の電極に上記低レベ
   ル基準電圧より高い電圧の高レベル基準電圧を印加し、
   上記第１および第２のトランジスタのコレクタにバイア
   ス電圧を印加するようにしてなり、上記第２のトランジ
   スタのスイッチング動作を上記低レベル基準電圧によつ
   て決定するとともに第３のトランジスタまたは電界効果
   トランジスタのスイッチングの動作を上記高レベル基準
   電圧によつて決定するようにして、上記入力電圧が上記
   低レベル基準電圧と高レベル基準電圧の間にある間上記
   出力電圧を得るように上記第２および第３のトランジス
   タあるいは電界効果トランジスタによつてウインド形ス
   イッチング動作を行なうようにしたことを特徴とするウ
   インド形コンパレータ。