JPS605091B2 - High speed comparison circuit - Google Patents

High speed comparison circuit

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JPS605091B2
JPS605091B2 JP51145492A JP14549276A JPS605091B2 JP S605091 B2 JPS605091 B2 JP S605091B2 JP 51145492 A JP51145492 A JP 51145492A JP 14549276 A JP14549276 A JP 14549276A JP S605091 B2 JPS605091 B2 JP S605091B2
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JP
Japan
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output
stage
differential
current
transistor
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JP51145492A
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Japanese (ja)
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JPS5391548A (en
Inventor
穹一 晴山
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高速比較回路に関し、特に消費電力の低減化を
実現することによりIC用として高密度の集積化を可能
にした高速比較回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a high-speed comparator circuit, and more particularly to a high-speed comparator circuit that can be integrated at a high density for IC use by reducing power consumption.

最近、集積回路の製造技術は急速に発展してきており、
種々の回路を非常に高密度に集積化できるようになって
きている。すなわち、集積回路の特長は所望の回路を超
小型化して提供し得るという点にある。しかし、必ずし
もこの小型化の技術に問題点が無いわけではなく、4・
ごな装置に多数の回路を実装する場合にはその回路の消
費電力が大きいと実装密度が制限されてしまうという欠
点が未だに解消されていない。本発明はこのような問題
点に着目して従来からA‐D変換器の構成要素として多
く用いられている比較回路を電流ドライブ能力を有する
信号及び電流シンク能力を有する信号を出力できるよう
にし、この比較回路を高速動作が可能であると共にこの
高速動作時における無駄な消費電力を省くようにするこ
とにより、高密度の集積化を達成し得る高速比較回路を
提供することを目的とする。
Recently, integrated circuit manufacturing technology has been developing rapidly.
It has become possible to integrate various circuits at a very high density. In other words, an advantage of integrated circuits is that a desired circuit can be provided in an ultra-miniaturized manner. However, this miniaturization technology is not necessarily without problems;
However, when a large number of circuits are mounted on a large device, the disadvantage that the mounting density is limited if the power consumption of the circuits is large has not been solved yet. The present invention focuses on such problems and enables a comparison circuit, which has conventionally been widely used as a component of an A-D converter, to output a signal having a current drive ability and a signal having a current sink ability. It is an object of the present invention to provide a high-speed comparison circuit that is capable of high-speed operation and eliminates wasteful power consumption during high-speed operation, thereby achieving high-density integration.

このような回路は複数の非飽和差動増幅段と論理回路レ
ベルの信号を出力する出力段とを、この出力段の出力が
反転する過程において、ある一定時間出力段が電力消費
しないように構成することにより得られる。すなわち、
本発明によれば第1の菱動増幅段と、該差動増幅段の二
つの差動出力端子にそれぞれ接続された第2及び第3の
差動増幅段と、電流シンク用のトランジスタ及び電流ド
ライブ用のトランジスタとから成る第1及び第2の出力
段とを含み、前記第2の差敷増幅段における二つの差動
出力端子は、その一方を前記第1の出力段の電流シンク
用トランジス外こ、他方を前記第2の出力段の電流シン
ク用トランジスタにそれぞれ接続すると共に前記第3の
差動増幅段における二つの差動出力端子は、その一方を
前記第2の出力段の電流ドライブ用トランジス外こ、他
方を前記第1の出力段の電流ドライブ用トランジスタに
それぞれ接続し、また、前記第2及び第3の葦動増幅段
と前記第1及び第2の出力段との間にはクランプ回路を
接続し、しかも、前記第2及び第3の差動増幅段を前記
各出力段の出力が反転する過程において前記各出力段に
おける電流シンク用トランジスタと電流ドライブ用トラ
ンジスタとが共にオフとなる期間が存在するように構成
したことを特徴とする高速比較回路が得られる。
Such a circuit consists of multiple non-saturated differential amplification stages and an output stage that outputs logic circuit level signals, and is configured so that the output stage does not consume power for a certain period of time during the process in which the output of the output stage is inverted. It can be obtained by That is,
According to the present invention, a first rhombic amplification stage, second and third differential amplification stages respectively connected to two differential output terminals of the differential amplification stage, a current sink transistor, and a current sink transistor are provided. two differential output terminals in the second differential amplification stage, one of which is connected to the current sink transistor of the first output stage. The other side is connected to the current sink transistor of the second output stage, and one of the two differential output terminals of the third differential amplifier stage is connected to the current sink transistor of the second output stage. The other of the external transistors is connected to the current drive transistor of the first output stage, and between the second and third reed amplification stages and the first and second output stages. connects a clamp circuit, and furthermore, in the process of inverting the output of each output stage of the second and third differential amplification stages, both the current sink transistor and the current drive transistor in each of the output stages are turned off. A high-speed comparison circuit is obtained, which is characterized in that it is configured such that there is a period in which .

以下、本発明の実施例をIC用として製造することを前
提にして図面を参照しつつ説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings on the premise that they will be manufactured for IC use.

第1図は本発明による高速比較回路の概略構成を示した
図で、特に出力信号として電流ドライブ能力を有する信
号と電流シンク能力を有する信号を出力し得るものであ
り、能動動作を行なう複数の差動増幅段1,2,3,と
論理回路レベルの出力を得るための出力段4,5とから
成る。差動増幅段1は差信号が入力される非反転入力端
子6と反転入力端子7及び差敷出力端子8,9を有し、
この差動出力端子8,9は差動増幅段2の差動入力端子
10,11及び差動増幅段3の差動入力端子14,15
にそれぞれ接続されている。また、差動増幅段2の反転
出力端子13は出力段4の入力端子18に、非反転出力
端子12は出力段5の入力端子21にそれぞれ接続され
、差敷増幅段3の反転出力端子17は出力段5の入力端
子222に、非反転出力端子16は出力段4の入力端子
19にそれぞれ接続されている。このような接続により
、差動増幅段1の入力端子6,7に差信号が入力される
と、出力段4は非反転出力を出力端子20から出力し、
出力段5は反転出力を出力端子323から出力する。な
お「記号24は共通接地端子であり、25,26は電源
入力端子である。さて、このように構成した差動増幅段
のそれぞれには差動入力トランジスタが使用されるが、
この差動入力トランジスタを能動領域のみで動作ご3せ
ることにより、回路を高速動作させ得ることは明らかで
ある。本実施例ではこれを入力電圧の振幅をショットキ
ーダイオードでクランプする事により行なっており、そ
の具体的な実施例を第2図により説明す4る。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a high-speed comparator circuit according to the present invention. In particular, it is capable of outputting a signal having a current driving ability and a signal having a current sinking ability as output signals. It consists of differential amplification stages 1, 2, and 3, and output stages 4 and 5 for obtaining outputs at the logic circuit level. The differential amplification stage 1 has a non-inverting input terminal 6 to which a difference signal is input, an inverting input terminal 7, and difference output terminals 8 and 9,
The differential output terminals 8 and 9 are the differential input terminals 10 and 11 of the differential amplification stage 2 and the differential input terminals 14 and 15 of the differential amplification stage 3.
are connected to each. Further, the inverting output terminal 13 of the differential amplifier stage 2 is connected to the input terminal 18 of the output stage 4, the non-inverting output terminal 12 is connected to the input terminal 21 of the output stage 5, and the inverting output terminal 17 of the differential amplifier stage 3 is connected to the input terminal 18 of the output stage 4. is connected to the input terminal 222 of the output stage 5, and the non-inverting output terminal 16 is connected to the input terminal 19 of the output stage 4. With such a connection, when a difference signal is input to the input terminals 6 and 7 of the differential amplifier stage 1, the output stage 4 outputs a non-inverted output from the output terminal 20,
The output stage 5 outputs an inverted output from the output terminal 323. Note that "symbol 24 is a common ground terminal, and 25 and 26 are power input terminals. Now, a differential input transistor is used in each of the differential amplification stages configured in this way,
It is clear that by operating this differential input transistor only in the active region, the circuit can be operated at high speed. In this embodiment, this is done by clamping the amplitude of the input voltage with a Schottky diode, and a specific example thereof will be explained with reference to FIG.

第2図は第1図における差動増幅段2及び3から出力段
4及び5へ至るまでの具体的な回路構成を示す図であり
、出力段4はベース端子が入力端子18に接続された電
流シンク用のトランジスタ(即ち、導通状態の時世力端
子20の負荷側から電流を吸収する作用をする)Tr4
Aと入力端子19に接続された電流ドライブ用のトラン
ジスタ(即ち、導適状態の時世力端子20の負荷側へ電
流を供給する作用をする)Tr4Bとから成り、出力段
5はベース端子が入力端子21に接続された電流シンク
用のトランジスタTr5Aと入力端子22に接続された
電流ドライブ用のトランジスタTr5Bとから成る。
FIG. 2 is a diagram showing a specific circuit configuration from differential amplification stages 2 and 3 to output stages 4 and 5 in FIG. Current sink transistor (that is, functions to absorb current from the load side of the power terminal 20 in a conductive state) Tr4
A and a current drive transistor Tr4B (that is, it functions to supply current to the load side of the power terminal 20 in a conductive state) connected to the input terminal 19, and the output stage 5 has a base terminal connected to the input terminal 19. It consists of a current sink transistor Tr5A connected to the input terminal 21 and a current drive transistor Tr5B connected to the input terminal 22.

出力段4においてはトランジスタTr仏のェミッタ端子
が共通接地端子24に、トランジスタTr48のコレク
夕端子が正の電源入力端子25にそれぞれ接地されてい
ると共にトランジスタTr4のコレクタ端子とトランジ
スタTr48のェミッタ端子が接続されており、出力段
5においても同様である。また、共通接地端子24と差
動増幅段2の出力端子12及び13との間にはそれぞれ
ショットキーダイオード41,42が出力電圧の振幅を
クランプすると共に差動増幅段2を能動領域で動作させ
るために挿入され、バイアス端子43と差動増幅段3の
出力端子16,17間及び共通接地端子24と出力端子
16,17間にはそれぞれショットキーダイオード44
,45,46,47が出力電圧の振幅をクランプすると
共に差動増幅段3を能動領域で動作させるために挿入さ
れている。勿論、クランプ回路としてはショットキーダ
イオードに限ることはない。以上のように非飽和差動段
の多段構成によって高速動作する比較回路が実現でき、
トランジスタTr48,TらBが導適状態にある時は電
流ドライブ能力を有する出力信号が得られ、トランジス
タTr4A,TらAが導適状態にある時は電流シンク能
力を有する信号が得られるが、これだけでは無駄な消費
電力を省くことは無理であり、これを可能にするための
構成及び条件を第3図及び第4図を参照して説明する。
第3図は第1図及び第2図における出力段4の動作を説
明するために、差動増幅段2,3及び出力段4の一部の
構成を簡略化して示した回路図であり、出力段5につい
ては同様の動作をするので省略する。
In the output stage 4, the emitter terminal of the transistor Tr48 is grounded to the common ground terminal 24, the collector terminal of the transistor Tr48 is grounded to the positive power input terminal 25, and the collector terminal of the transistor Tr4 and the emitter terminal of the transistor Tr48 are grounded. The same applies to the output stage 5. Furthermore, Schottky diodes 41 and 42 are provided between the common ground terminal 24 and the output terminals 12 and 13 of the differential amplifier stage 2, respectively, to clamp the amplitude of the output voltage and to operate the differential amplifier stage 2 in the active region. Schottky diodes 44 are inserted between the bias terminal 43 and the output terminals 16 and 17 of the differential amplifier stage 3 and between the common ground terminal 24 and the output terminals 16 and 17, respectively.
, 45, 46, and 47 are inserted to clamp the amplitude of the output voltage and to operate the differential amplifier stage 3 in the active region. Of course, the clamp circuit is not limited to a Schottky diode. As described above, a comparator circuit that operates at high speed can be realized by using a multi-stage configuration of non-saturated differential stages.
When the transistors Tr48, T and B are in a conductive state, an output signal having a current driving capability is obtained, and when the transistors Tr4A, T and A are in a conductive state, a signal having a current sinking capability is obtained. It is impossible to eliminate unnecessary power consumption with this alone, and the configuration and conditions for making this possible will be explained with reference to FIGS. 3 and 4.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a simplified configuration of a part of the differential amplifier stages 2 and 3 and the output stage 4 in order to explain the operation of the output stage 4 in FIGS. 1 and 2. The output stage 5 operates in a similar manner, so a description thereof will be omitted.

まず、葦動増幅段2は一端が負の電源入力端子26に接
続された電流源2Aと一端が正の電源入力端子25に接
続された電流源2B及びこれらの電流源の間に挿入接続
されたトランジス外こよる電子スイッチTr2cとを含
み、差動増幅段3も同様に電流源3A,3B及び電子ス
イッチTr3cを含む。
First, the reed amplification stage 2 is inserted and connected between a current source 2A having one end connected to the negative power input terminal 26, a current source 2B having one end connected to the positive power input terminal 25, and these current sources. The differential amplifier stage 3 similarly includes current sources 3A, 3B and an electronic switch Tr3c.

電子スイッチTr2c,Tr3cにはこれを駆動する信
号として差動増幅段1からの差動出力信号27が加えら
れ、それぞれ逆相で開閉動作する。51,52は集積回
路の絶縁領域と電子スイッチにおけるコレクタ領域との
間に発生する寄生容量又はこれに付加容量を加えた場合
の複合容量を示す。
A differential output signal 27 from the differential amplifier stage 1 is applied to the electronic switches Tr2c and Tr3c as a driving signal, and the electronic switches Tr2c and Tr3c open and close in opposite phases. Reference numerals 51 and 52 indicate the parasitic capacitance generated between the insulating region of the integrated circuit and the collector region of the electronic switch, or the composite capacitance when additional capacitance is added to the parasitic capacitance.

さて、この回路においては出力端子20への出力が反転
する時にトランジスタTr4A及びTr48が同様に導
通状態になるようなことがあると、端子24,25間に
電流が流れて無駄な電力が消費されることになる。
Now, in this circuit, if the transistors Tr4A and Tr48 similarly become conductive when the output to the output terminal 20 is inverted, current will flow between the terminals 24 and 25, resulting in wasted power consumption. That will happen.

本発明はこの点に留意してトランジスタTr4^及びT
LBが同時に動作しないようにしたものであり、これを
各部の出力信号波形を示した第4図をも参照して説明す
る。第3図の回路において差動増幅段1からの出力が第
4図に示したようにLの時点以前で“山w”レベルにあ
る時、電子スイッチTr2cは閉で電子スイッチTr3
cは開状態である。したがって、この時点で差動増幅段
2の出力端子13からの出力信号29は“山w”レベル
でトランジスタTr4^は不導適状態にあり、差動増幅
段3の出力端子16からの出力信号28は“Hj亀”レ
ベルでトランジスタTr48は導適状態にある。しかし
、t,時点で信号27が反転すると、一定の遅れ時間を
経た後差動増幅段2からの信号29は“LoW’から“
High’レベルへ移行し、差動増幅段3からの信号2
8は“High”から“LoW’レベルへ移行する。こ
こで、トランジスタTr小,Tr4Bの遷移レベル31
までの移行タイミングを図示のように“High”から
‘‘LoW’レベルへの移行の方が先行するようにすれ
ば、信号28が遷移レベル31に到達した時点らから信
号29が遷移レベル31に到達する時点らまでの期間、
出力段4を構成しているトランジスタTr4A,Tr班
は共に“オフ”となり、この期間出力段4は電力消費せ
ず、その出力信号30は一定時間“オフ”“オフ”中間
レベル32にある。
The present invention takes this point into consideration, and the transistors Tr4^ and T
This arrangement is such that the LBs do not operate at the same time, and this will be explained with reference to FIG. 4, which shows the output signal waveforms of each part. In the circuit of FIG. 3, when the output from the differential amplifier stage 1 is at the "mountain w" level before the point L as shown in FIG. 4, the electronic switch Tr2c is closed and the electronic switch Tr3 is closed.
c is in an open state. Therefore, at this point, the output signal 29 from the output terminal 13 of the differential amplifier stage 2 is at the "mountain w" level and the transistor Tr4^ is in a non-conducting state, and the output signal from the output terminal 16 of the differential amplifier stage 3 is 28 is at the "Hj turtle" level and the transistor Tr48 is in a conductive state. However, when the signal 27 is inverted at time t, the signal 29 from the differential amplifier stage 2 changes from "LoW" to "
The signal 2 from the differential amplifier stage 3 shifts to High' level.
8 transitions from "High" to "LoW' level. Here, the transition level 31 of transistor Tr small, Tr4B
If the transition timing from ``High'' to ``LoW'' level is set earlier than that shown in the figure, the signal 29 will reach the transition level 31 from the time when the signal 28 reaches the transition level 31. The period up to the point of arrival,
The transistors Tr4A and Tr group constituting the output stage 4 are both "off", and during this period the output stage 4 does not consume power, and its output signal 30 is at the "off" and "off" intermediate level 32 for a certain period of time.

同様にして、し時点での信号27の反転にもとづいて信
号28,29のレベルが移行する場合も図示のように“
High”から“Low’’レベルへの移行が先行する
ようにすれば、t5からt6までの期間出力段4を電力
消費させずに出力信号30を一定時間“オフ”“オフ”
中間レベル32にあるようにすることができる。これは
以下のような条件を満足させることにより可能であり、
これを説明する。差敷増幅段2の電子スイッチTr2c
反転動作による反転出力端子13からの電圧振幅を△V
,とし、差動増幅段3の電子スイッチTrめ反転動作に
よる非反転出力端子16からの電圧振幅を△V2とする
と共に各電流源2A,2B,3A,3Bの電流値をそれ
ぞれ12^,128,13^,13Bとする。
Similarly, when the levels of the signals 28 and 29 change based on the inversion of the signal 27 at the time point, as shown in the figure, "
If the transition from "High" to "Low" level occurs first, the output signal 30 can be kept "off" and "off" for a certain period of time without consuming power in the output stage 4 during the period from t5 to t6.
It may be at an intermediate level 32. This is possible by satisfying the following conditions:
Let me explain this. Electronic switch Tr2c of differential amplifier stage 2
The voltage amplitude from the inversion output terminal 13 due to inversion operation is △V
, and the voltage amplitude from the non-inverting output terminal 16 due to the inverting operation of the electronic switch Tr of the differential amplifier stage 3 is ΔV2, and the current values of the current sources 2A, 2B, 3A, and 3B are 12^ and 128, respectively. , 13^, 13B.

また、容量51,52の値をそれぞれC,,C2とする
と、差動増幅段1の差動出力信号27により電子スイッ
チTr2c,Tr双が反転動作する過渡期において、差
動増幅段2,3の出力を“LoW’レベルへ移行せしめ
る電子スイッチの過渡動作(スイッチ閉)が“Hi餌’
ごレベルへ移行せしめる電子スイッチの過渡動作(スイ
ッチ開)に必ず先行するようにさせる条件は近似的に次
式であらわされる。つまり、差動増幅段3の出力端子1
6からの出力が“功w”レベルへ移行する時間に対して
差動増幅段2の出力端子13からの出力が“Hiか”レ
ベルへ移行する時間が長いための条件式は△v2/竿辛
く△v./琴・・・・・・■であり、差動増幅段2の出
力端子13からの出力が“山w”レベルへ移行する時間
に対して差動増幅段3の出力端子16からの出力が“H
igh”レベルへ移行する時間が長いための条件式は△
v,/羊ごく△v2/署・・・・・・■である。
Further, when the values of the capacitors 51 and 52 are respectively C and C2, during the transition period when the electronic switches Tr2c and Tr are inverted by the differential output signal 27 of the differential amplification stage 1, the differential amplification stages 2 and 3 The transient operation of the electronic switch (switch closing) that causes the output to shift to the “LoW” level is “Hi bait”.
The conditions for ensuring that the transient operation (switch opening) of the electronic switch that causes the transition to the current level is always preceded are approximately expressed by the following equation. In other words, the output terminal 1 of the differential amplifier stage 3
The conditional expression for the fact that the time for the output from the output terminal 13 of the differential amplifier stage 2 to shift to the "Hi" level is longer than the time for the output from the differential amplifier stage 2 to shift to the "Hi" level is △v2/pole. Spicy △v. /Koto...■, and the output from the output terminal 16 of the differential amplifier stage 3 is “H
The conditional expression for the long time to transition to "high" level is △
v,/Hitsugokoku△v2/station...■.

■,■式より △V2 128 △V, 13A一13B ・C2<C.<全苧≧・豊三座・C2・・・…■138
oが得られ、この■式を満足する差動増幅段2,3と出
力段1,2及びショットキーダイオードーこよるクラン
プ回路とにより、第1図に示した比較回路を高速動作さ
せて出力端子からは電流ドライブ能力を有する信号と電
流シンク能力を有する信号を出力でき、また、出力段に
おける平均消費電力を著しく減少させることができる。
From the formulas ■ and ■, △V2 128 △V, 13A-13B ・C2<C. <Zenham≧・Toyozoza・C2...■138
o is obtained, and the comparison circuit shown in Fig. 1 is operated at high speed by the differential amplifier stages 2 and 3, the output stages 1 and 2, and the Schottky diode-based clamp circuit that satisfy this formula (■), and the output is A signal with current drive capability and a signal with current sink capability can be output from the terminal, and the average power consumption in the output stage can be significantly reduced.

これは、従来の、例えばC−MOS論理回路では論理回
路の動作周波数が高くなると速度電力積が著しく増加し
てしまう欠点があるのに対して、本発明による差動増幅
段列によれば1(PJ/。aに)以下の速度電力積を有
するよう‐な回路とし得る。第5図は本発明による比較
回路の全体的な構成を示した回路図であり、第1〜第3
図における参照符号と同一の部分については説明を省略
する。
This is because, whereas conventional C-MOS logic circuits, for example, have the disadvantage that the speed-power product increases significantly as the operating frequency of the logic circuit increases, the differential amplifier stage array according to the present invention has a (PJ/.a) The circuit can be such that it has the following speed-power product. FIG. 5 is a circuit diagram showing the overall configuration of the comparison circuit according to the present invention.
Descriptions of parts that are the same as reference numerals in the figures will be omitted.

51,52は差動増幅段1における差動入力トランジス
タTr,A,Tr,Bの負荷抵抗であり、差動増幅段の
トランジスタTr凶,Tt2o及びTr3c,Tr3。
51 and 52 are load resistances of the differential input transistors Tr, A, Tr, and B in the differential amplification stage 1, and the transistors Tr, Tt2o, and Tr3c, Tr3 in the differential amplification stage.

を飽和させない範囲の抵抗値に選定される。電流源55
は差動増幅段1を直流バイアスするのに用いられ、ダイ
オード53,54は適切な差動出力電位レベルを得るた
めに挿入されている。このような構成の集積化により、
差動入力端子6,7へ入力された差動入力信号の比較結
果が出力端子20,23から電流ドライブ能力又は電流
シンク能力を有する差動出力信号として取出すことがで
き、しかも高速動作時にも電力消費を低く抑えることが
できるので高密度の実装が可能な集積回路装置とし得る
The resistance value is selected within a range that does not saturate. Current source 55
is used to DC bias the differential amplifier stage 1, and diodes 53 and 54 are inserted to obtain an appropriate differential output potential level. By integrating such a configuration,
The comparison result of the differential input signals input to the differential input terminals 6 and 7 can be taken out from the output terminals 20 and 23 as a differential output signal with current drive capability or current sink capability, and even during high-speed operation, the power Since consumption can be kept low, an integrated circuit device that can be mounted in high density can be obtained.

第6図は本発明の他の実施例を示す図であり、高利得を
有し、しかも、差動増幅段2,3を飽和させないように
した差動増幅段1の他の例を示した回路図である。
FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of the present invention, and shows another example of the differential amplification stage 1 which has a high gain and is designed not to saturate the differential amplification stages 2 and 3. It is a circuit diagram.

すなわち、ショットキーダイオード55,56が差動増
幅段1の差動出力をクランプするために挿入され、また
、差動入力トランジスタTr,^,Tr,Bの負荷とし
て能動負荷用トランジスタTr,c,Tr,Dを使用で
きるように、そのバイアス電流を差動増幅段2の電流源
2Aの一端59から3供給するように構成している。
That is, Schottky diodes 55 and 56 are inserted to clamp the differential output of the differential amplifier stage 1, and active load transistors Tr,c, and Tr,c, are inserted as loads for the differential input transistors Tr,^, Tr,B. In order to use the transistors Tr and D, the bias current thereof is supplied from one end 59 of the current source 2A of the differential amplifier stage 2.

このような差動増幅段は比較回路としての安定性を増加
し、加えて比較精度を上げる時に有効である。
Such a differential amplification stage increases the stability of the comparison circuit and is effective in increasing the comparison accuracy.

第7図は本発明の第3の実施例と示した回路図4であり
、差動増幅段1と差動増幅段2及び3との間に能動動作
差動増幅段を用いた基本ィンバータ回路60,70,8
0を挿入して所望の利得を得ると共にレベルシフト用ダ
イオード90,91によりレベルシフトを行ない、更に
高速論理回路においていまいま有効な働きをするプリト
リガ信号をィンバータ回路60,70,80の任意の位
置から取出し得るようにした高速比較回路を示す。
FIG. 7 is a circuit diagram 4 showing a third embodiment of the present invention, which is a basic inverter circuit using an active differential amplifier stage between differential amplifier stage 1 and differential amplifier stages 2 and 3. 60,70,8
0 is inserted to obtain the desired gain, the level is shifted by the level shift diodes 90 and 91, and the pre-trigger signal, which is currently effective in high-speed logic circuits, is inserted at any position in the inverter circuits 60, 70, 80. A high-speed comparator circuit that can be taken out from the circuit is shown.

92は適切なバイアス電位をィンバータ回路60,70
,8・0に与えるための電位点を示す。
92 applies an appropriate bias potential to the inverter circuits 60 and 70;
, 8・0 is shown.

なお、各ィンバータ回路に使用する抵抗器は通常の拡散
抵抗が使用でき、更に、集積回路のチップ面積減少のた
めいわゆるピンチ抵抗を使用できる利点がある。以上、
説明してきたように本発明によれば電流ドライブ能力を
有する信号と電流シンク能力を有する信号を出力し得る
ようにした比較回路において、高速動作に伴う出力段の
無駄な電力消費をなくすようにしたことにより、ICと
して実装した場合に高密度の集積化が可能となり、IC
に最適な高速比較回路が提供できる。
Note that the resistors used in each inverter circuit can be ordinary diffused resistors, and furthermore, there is an advantage that so-called pinch resistors can be used to reduce the chip area of the integrated circuit. that's all,
As explained above, according to the present invention, in a comparator circuit capable of outputting a signal with current drive capability and a signal with current sink capability, wasteful power consumption in the output stage due to high-speed operation is eliminated. This enables high-density integration when mounted as an IC, and
We can provide an optimal high-speed comparison circuit for

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明による高速比較回路の概略構成を示した
図で、第2図は第1図における差動増幅段と出力段間の
回路構成を示した図、第3図は第1図における差動増幅
段及び出力段の一部を概略的に示した回路図で、第4図
は第1図における差動増幅段の出力信号と出力段の出力
信号との関係を示した図、第5図は第1図に示した構成
を実施例として実際の回路で表わした図で、第6図は第
5図に示した差動増幅段1の他の実施例を示した図、第
7図は本発明の他の実施例を示した回路図である。 図面の参照符号は次の通り。 1,2,3:差動増幅段、4,5:出力段、6,7:差
動入力端子、20,23:出力端子、24:共通後地端
子、25,26:電源入力端子、43:バイアス端子、
41,42,44〜47:ショットキーダイオード、T
r4A,Tr5A:電流シンク用トランジスタ、Tr4
B,Tr5B:電流ドライブ用トランジスタ、2A,2
B,2E,3A,3B,3E:電流源。 第1図 第2図 第3図 弟ム図 第5図 第6図 第7図
[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a high-speed comparison circuit according to the present invention, and Fig. 2 is a diagram showing a circuit configuration between the differential amplification stage and the output stage in Fig. 1. FIG. 3 is a circuit diagram schematically showing a part of the differential amplification stage and output stage in FIG. 1, and FIG. 4 shows the output signal of the differential amplification stage and the output signal of the output stage in FIG. 5 is a diagram showing an actual circuit as an example of the configuration shown in FIG. 1, and FIG. 6 is a diagram showing another implementation of the differential amplifier stage 1 shown in FIG. FIG. 7, which shows an example, is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention. The reference numbers in the drawings are as follows. 1, 2, 3: Differential amplification stage, 4, 5: Output stage, 6, 7: Differential input terminal, 20, 23: Output terminal, 24: Common rear terminal, 25, 26: Power input terminal, 43 : Bias terminal,
41, 42, 44-47: Schottky diode, T
r4A, Tr5A: Current sink transistor, Tr4
B, Tr5B: Current drive transistor, 2A, 2
B, 2E, 3A, 3B, 3E: current source. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Younger brother Figure 5 Figure 6 Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 第1の差動増幅段と、該差動増幅段の二つの差動出
力端子にそれぞれ接続された第2及び第3の差動増幅段
と、電流シンク用のトランジスタ及び電流ドライブ用の
トランジスタとから成る第1及び第2の出力段とを含み
、前記第2の差動増幅段における二つの差動出力端子は
、その一方を前記第1の出力段の電流シンク用トランジ
スタに、他方を前記第2の出力段の電流シンク用トラン
ジスタにそれぞれ接続すると共に前記第3の差動増幅段
における二つの差動出力端子は、その一方を前記第2の
出力段の電流ドライブ用トランジスタに、他方を前記第
1の出力段の電流ドライブ用トランジスタにそれぞれ接
続し、前記第2及び第3の差動増幅段を前記各出力段の
出力が反転する過程において前記各出力段における電流
シンク用トランジスタと電流ドライブ用トランジスタと
が共にオフとなる期間が存在するように構成したことを
特徴とする高速比較回路。
1 A first differential amplification stage, second and third differential amplification stages respectively connected to two differential output terminals of the differential amplification stage, a current sink transistor, and a current drive transistor. and two differential output terminals in the second differential amplification stage, one of which is connected to a current sink transistor of the first output stage, and the other is connected to a current sink transistor of the first output stage. The two differential output terminals of the third differential amplifier stage are respectively connected to the current sink transistors of the second output stage, and one of them is connected to the current drive transistor of the second output stage, and the other is connected to the current drive transistor of the second output stage. are respectively connected to the current drive transistors of the first output stage, and the second and third differential amplifier stages are connected to the current sink transistors of the respective output stages in the process of inverting the outputs of the respective output stages. A high-speed comparison circuit characterized in that it is configured such that there is a period in which both current drive transistors are off.
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