JPS60213118A - 電圧比較回路 - Google Patents

電圧比較回路

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JPS60213118A
JPS60213118A JP6769884A JP6769884A JPS60213118A JP S60213118 A JPS60213118 A JP S60213118A JP 6769884 A JP6769884 A JP 6769884A JP 6769884 A JP6769884 A JP 6769884A JP S60213118 A JPS60213118 A JP S60213118A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
differential
circuit
level
drain
Prior art date
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Pending
Application number
JP6769884A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiharu Nagayama
永山 義治
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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Publication date
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Publication of JPS60213118A publication Critical patent/JPS60213118A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/22Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral
    • H03K5/24Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral the characteristic being amplitude
    • H03K5/2472Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral the characteristic being amplitude using field effect transistors
    • H03K5/249Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral the characteristic being amplitude using field effect transistors using clock signals

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (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、MOSFET (絶縁ゲート型電界効果ト
ランジスタ)によって構成された電圧比較回路に関する
もので、例えば、高周波数の画像信号を2値パタ一ン信
号に変換する電圧比較回路に利用して有効な技術に関す
るものである。
〔背景技術〕
この発明に先立って第1図に示すような電圧比較回路が
開発された。この電圧比較回路は、例えば、高速ファク
ヒミリ装置における画像信号を2値パタ一ン信号に変換
するために用いられる。この電圧比較回路は、タイミン
グ(サンプリング)信号φのハイレベルによりMO3F
ETQ6とMO3FETQ7.Q8をオン状態とし、上
記タイミング信号φの反転信号φΦロウレベルによって
入力信号Vinを取り込むMO3FETQ5をオフ状態
とし、電圧比較動作を行う差動MO3FETQl、C2
のゲートに同じ基準電圧V refを供給するとともに
、上記差動MOSFETQI、C2のドレインに一方の
電極がそれぞれ接続されたキャパシタC1,C2の他方
の電極に電源電圧VDDのはV’ 1 / 2の電圧を
供給する。これにより、差動MO5FETQI、C2に
おけるオフセット電圧をキャパシタCI、C2に蓄積し
て、他方の電極における電圧を等しくする。これによっ
て、タイミング信号φΦロウレベルにより上記MO3F
ETQ6〜Q8をオフ状態とし、タイミング信号φのハ
イレベルにより上記MO3FETQ5をオン状態として
入力信号Vinのレベル判定を行うとき、上記キャパシ
タCI、C2の他方の電極から電圧比較出力0UTI、
0UT2を取り出すようにするものである。これによっ
て、キャパシタC1、C2に上記オフセット電圧が保持
されたままとなるため、一対の電圧比較出力0UTI、
0UT2は差動MO3FETQI、C2におけるオフセ
ット電圧をキャンセルすることができる。
しかしながら、このようなオフセットキャンセル回路を
用いた場合には、次のような新たな問題の生じることが
本願発明者の研究によって明らかにされた。すなわち、
上記電圧比較動作によって出力された電圧の大小によっ
て、言い換えるならば、差動MO3FETQ1.Q2に
おけるドレイン電圧差の大小によって、キャパシタCI
、C2のクリア動作に比較的長い時間を要することにな
るため高速動作が行えない。なぜなら、タイミング信号
φのハイレベルによって、差動MO3FETQI、C2
のゲートに同じ基準電圧Vrafを供給してドレイン電
圧をオフセント電圧に従ったはy゛等しい電圧にすると
き、上記ドレイン電圧の差が大きいと、所望の増幅利得
を得るために大きなインピーダンス特性にされた負荷M
O3FETQ3、C4を通して行われるキャパシタCI
、C2の充放電に長時間を要してしまうからである。M
OSFETによって構成された増幅回路については、特
願昭58−82735号に詳しく述べられている。
〔発明の目的〕
この発明の目的は、高速動作と精度の向上を図った電圧
比較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他の目的と新規な特徴は、
この明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
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II
A要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
すなわち、キャパシタを利用したオフセット電圧。
ンセル回路を有する差動MO3FETのドレイン出力に
、レベルリミッタ回路を設けることによって、その出力
電圧差を小さくしてキヤ、<シタのクリアに要する時間
の短縮化を図るものである。
〔実施例〕
第2図には、この発明の一実施例の回路図が示されてい
る。同図の各回路素子は、公知の半導体集積回路の製造
技術によって、特に制限されなし)が、単結晶シリコン
のような半導体基板上におし)で形成される。
この実施例では、特に制限されないが、Pチャンネル差
動MO3FETQI、C2の共通化されたソースと電源
電圧VDDとの間に、動作電流を形成する定電流源to
が設けられる。これらの差動MO3FETQI、C2の
ドレインと回路の接地電位Vssとの間には、負荷手段
としてのNチャンネルMO3FETQ3.C4がそれぞ
れ設けられる。これらのMO3FETQ3.C4のゲー
トには、所定のバイアス電圧VBが供給されることによ
って、比較的大きなインピーダンスをもつように設定さ
れる。これによって、差動MO5FETQl、C2によ
る増幅利得を比較的大きな値に設定するものである。
上記構成の差動回路には、オフセットキャンセル回路を
構成する以下の各回路素子が設けられる。
すなわち、差動MO3FETQIのゲートには、反転タ
イミング信号φによって制御されるNチャンネル伝送ゲ
ートMO3FETQ5を介して入力電圧Vinが供給さ
れる。また、差動MOS F ETQ2のゲートには、
レベル判定のための基準電圧Vrefが供給される。そ
して、上記両MO3FETQI、C2のゲート間には、
タイミング信号φにより制御されるNチャンネルMO3
FETQ6が設けられる。そして、上記差動MO3FE
TQ1、C2のドレインには、それぞれキャパシタC1
、C2の一方の電極が接続され、このキャパシタCI、
C2を通して出力信号0UT1.0UT2を得るもので
ある。また、上記キャパシタCI。
C2の他方の電極と、特に制限されないが、はゾ電源電
圧VDDの半分に設定された電圧V DD / 2との
間には、上記タイミング信号φによって制御されるNチ
ャンネルMO3FETQ?、C8が設けられる。
さらに、この実施例では、高速動作化を実現するため、
上記差動MO3FETQI、C2のドレインには、レベ
ルリミッタ回路が設けられる。この実施例におけるレベ
ルリミッタ回路は、そのソースがそれぞれ上記MO3F
ETQ1.Q2のドレインに接続されたPチャンネルM
O3FETQ9、Q10が用いられる。これらのMO3
FETQ9.QIOのゲートに、一定のレベルリソミツ
電圧VLを供給するものである。そして、上記MO3F
ETQ9.QIOのドレインは、回路の接地電位Vss
に接続される。
次に、この実施例回路の動作を説明する。
タイミング信号φがハイレベルの時、MO3FETQ6
〜Q8がオン状態となついる。また、その反転タイミン
グ信号7がロウレベルになるので、上記入力信号Vin
を取り込むMO3FETQ5がオフ状態なついる。した
がって、差動MO3FETQ1.Q2のゲートには、共
に基準電圧V refが供給され、キャパシタC1,C
2の他方の電極には同じ電圧V/2が供給される。した
がって、この時に、差動MO3FETQI、Ql、l!
+るオフセット電圧がキャパシタCI、C2に蓄積され
ることになる。
次に、タイミング信号φΦロウレベルに、その反転タイ
ミング信号7がハイレベルになると、上記MO3FET
Q6〜Q8がオフ状態に、上記MO3FETQ5がオン
状態に切り替わる。これによって、差動MO3FETQ
1.Q2は、上記基準電圧Vrefに対する入力信号v
lnとの電圧差に従った電圧をドレインから送出する。
このドレイン出力電圧は、上記キャパシタCI、C2を
介して出力信号0UTI、0UT2として送出される。
この時、上記キャパシタCI、C2には上記オフセント
電圧が保持されているため、出力信号0UT1.0UT
2にはオフセット電圧分が相殺されて出力される。
上記基準電圧Vrefと入力信号Vinとのレベル差が
大きな場合、差動MO3FETQI、C2の増幅動作に
よる利得に従ってドレイン電圧を大きく変化させる。こ
のとき、レベルリミッタ電圧VLを基準としてMO3F
ETQ9.QIOのしきい値電圧を超えるように上記ド
レイン電圧が変化しようとすると、上記MO5FETQ
9.QIOがオン状態になるため、実質的に負荷抵抗値
が急激に小さくなる。これによって、その増幅利得が制
限されるため、上記差動MO3FETQI又はC2のド
レイン電圧は、ある一定のレベルで実質的に制限される
ものとなる。
この実施例においては、上記レベルリミッタ回路により
、差動MO3FETQI、C2のドレイン電圧を制限す
ることによって、キャパシタCI。
C2のリセット時間の短縮化を図ることによって、高速
動作を実現するものである。
なお、特に制限されないが、上記一対の出力信号0UT
I、0UT2は、ランチ回路に入力され、ここで2値パ
タ一ン信号が形成される。
〔効 果〕
(1)差動MO3FETQI、C2のドレインの信号振
幅を制限することによって、オフセットキャンセル用の
キャパシタCI、C2のリセットに要する時間の短縮化
を図るこたとができる。これによって、入力信号Vin
の高速サンプリング化、言い換えれば、高速の電圧比較
動作を実現することができるという効果が得られる。
(2)オフ−セットキャンセル回路を設けることによっ
て、高精度の電圧比較動作を行うことができるという効
果が得られる。
(3)レベルリミッタ回路として、一定のレベル以上の
出力信号によってオン状態となるMOS F ETQ9
.QIOを用いることによって、実質的な増幅利得を低
下させることなく、高精度で高速の電圧比較回路を得る
ことができるという効果が得られる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
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ない。例えば、レベルリミッ
タ回路は、上記差動MO3FET01.Q2のドレイン
間の双方向に向くダイオード(ダイオード形態のMOS
FETを含む)等種々の実施形態を採ることができるも
のである。また、上記一対の出力信号0UTI。
0UT2を受けて、2値信号を形成する回路は、何であ
ってもよい。さらに、MOS F ETの導電型の組み
合わせは、種々の変形を採ることができるものである。
〔利用分野〕
この発明は、電圧比較回路として広く利用できるもので
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本願発明に先立って開発された電圧比較回路
の一例を示す回路図、 第2図は、この発明に係る電圧比較回路の一実施例を示
す回路図である。 代理人弁理士 高欄 明夫 ○

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.入力信号と基準電圧とをそれぞれ受ける差動MO,
    5FETQ1.Q2と、これらのMO3FETQI、Q
    2のドレインにそれぞれ設けられた負荷手段と、上記差
    動MOS F ETQ 1 、 Q 2のドレイン出力
    電圧差を一定の信号振幅に制限するレベルリミッタ回路
    と、上記差動MOS F ETQ IO2のゲートを短
    絡して共通の電圧を供給するとともに、上記差動MO3
    FETQI、Q2のドレインにそれぞれ一方の電極が接
    続された一対のキャパシタの他方の電極に同じ電圧を供
    給するオフセットキャンセル回路とを含み、上記一対の
    キャパシタの他方の電極から一対の晶力信号を得るもの
    としたことを特徴とする電圧比較回路。 2、上記差動MO3FETQ1..Q2は、第1導電型
    のMOS F ETであり、上記レベルリミッタ回路は
    、ゲートに一定の電圧が供給され、上記負荷手段に並列
    形態にされた第1導電型の一対のMOSFETにより構
    成されるものであることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の電圧比較回路。
JP6769884A 1984-04-06 1984-04-06 電圧比較回路 Pending JPS60213118A (ja)

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JP6769884A JPS60213118A (ja) 1984-04-06 1984-04-06 電圧比較回路

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6288665B1 (en) 1995-02-22 2001-09-11 Fujitsu Limited Analog to digital converter, encoder, and recorded data reproducing apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6288665B1 (en) 1995-02-22 2001-09-11 Fujitsu Limited Analog to digital converter, encoder, and recorded data reproducing apparatus
US6288668B1 (en) 1995-02-22 2001-09-11 Fujitsu Limited Analog to digital converter, encoder, and recorded data reproducing apparatus

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