JPS6064520A - Comparator circuit - Google Patents

Comparator circuit

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JPS6064520A
JPS6064520A JP17337383A JP17337383A JPS6064520A JP S6064520 A JPS6064520 A JP S6064520A JP 17337383 A JP17337383 A JP 17337383A JP 17337383 A JP17337383 A JP 17337383A JP S6064520 A JPS6064520 A JP S6064520A
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JP
Japan
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inverter
gate
terminal
circuit
potential
Prior art date
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Pending
Application number
JP17337383A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masami Hashimoto
正美 橋本
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.)
Seiko Epson Corp
Suwa Seikosha KK
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Suwa Seikosha KK
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Filing date
Publication date
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Priority to JP17337383A priority Critical patent/JPS6064520A/en
Publication of JPS6064520A publication Critical patent/JPS6064520A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • 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

Abstract

PURPOSE:To discriminate a minute potential difference in high speed by providing a feedback circuit in a comparator circuit. CONSTITUTION:It is when a difference DELTAE between voltages E1 and E2 applied to terminals 28 and 29 is small that the response in high speed is a problem, and the change in the DELTAE inputted to a gate of an inverter 33 is -G1.DELTAE at a drain output of the inverter 33, where -G1 is the amplification factor of the inverter 33 and -G2 is the amplification factor of a clocked gate inverter 36. Moreover, the change is G1.G2.DELTAE at the drain output of the clocked gate inverter 36. Since G1>>1 and G2>>1 exist in general, the change in DELTAE is amplified very largely and fed back and the feedback is repeated through the same loop, the voltage is converged into a high or a low potential side in a very short time.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は絶縁ゲート電界効果型トランジスタ(以下MO
8FETと略す)を用いたコンパレータ回路、殊にアナ
ログディジタル変換回路の中に用いられる高速のコンパ
レータ回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an insulated gate field effect transistor (hereinafter MO).
The present invention relates to a comparator circuit using an 8FET (abbreviated as 8FET), particularly a high-speed comparator circuit used in an analog-to-digital conversion circuit.

従来、MOSFETを用いた回路、あるいはM08集積
回路において種々のコンパレータ回路があるが、高速の
アナログディジタル変換回路を目指す並列処理型アナロ
グディジタル変換回路の中に用いられるコンパレータ回
路には少い素子数とパターン面積で、かつ高速の応答性
が強く要求される。この要求に従来の回路で最も近いと
考えられているのが第1図のU路側である。まず第1図
の従来の回路から説明する。
Conventionally, there are various comparator circuits in circuits using MOSFETs or M08 integrated circuits, but the comparator circuits used in parallel processing type analog-to-digital conversion circuits aiming at high-speed analog-to-digital conversion circuits have a small number of elements. A small pattern area and high-speed response are strongly required. The circuit on the U road side in FIG. 1 is considered to be the closest conventional circuit to meeting this requirement. First, the conventional circuit shown in FIG. 1 will be explained.

第1図の回路において12は第1の入力端子、16は第
2の入力端子、16はコンデンサ、17はインバータ、
14.18はφ、によって開閉を制御されるトランスミ
ッションゲート、15はφ。
In the circuit of FIG. 1, 12 is a first input terminal, 16 is a second input terminal, 16 is a capacitor, 17 is an inverter,
14.18 is a transmission gate whose opening/closing is controlled by φ, and 15 is φ.

によって開閉を制御されるトランスミッションゲート、
19は出力端子である。トランスミッションゲート14
は第1の入力端子12とコンデンサ16の第1端子との
間に接続されている。トランスミッションゲート15は
@2の入力端子13とコンデンサ15の第1端子との間
に接続されている。コンデンサ16の第2端子はインバ
ータ17のゲート入力に接続され、インバータ17のド
レイン出力は出力端子19に接続されている。トランス
ミッションゲート18はインバータ17のゲート入力と
ドレイン出力との間に接続されている。なお第2図は第
1図の回路の中に用いられているトランスミッションゲ
ートの実際の4Vtj成を示すものである。第2図にお
いて20はPチャネルMO8FFiTであり、21はN
チャネルMO8FETである。M’08FET20と2
1は並列に接続され、給1の端子22と第2の端子23
を持っている。またNチャネルMO8FETのゲート電
極には制御信号φが接続され、PチャネルMOBYET
のゲート電極にはφの反転信号である7の制御信号が接
続されている。このとき第2図のトランスミツシコンゲ
ートはクロック信号φが関電位(Hlgh)のときはオ
ン(oli)L、低電位(Low)のときはオフ(OF
F)する。また第3図は第1図の回路の中に用いられて
いるインバータが相補型インバータの場合の実際の構成
を示すものである。第3図において24はPチャネルM
O8FIIIIT、25はNチャネル間08F11fT
である。PチーwネkM OS F E T 24 (
7)’/−スは+VDDに接続され、NチャネルMO8
1FBT25のソースは−VSSに接続されている。P
チャネルMO8FFiT24のドレインとNチャネルM
O8FFfT25のドレインは接続され、かつインバー
タの出力端子27となっている。PチャネルMO8F 
K T 24 (7)ゲートとNチャネルM OB F
 Ff T25のゲートは接続され、かつインバータの
入力端子26となっている。さて第1図の従来のコンパ
レータ回路の動作について説明する。第1図の回路にお
いてトランスミッションゲート14゜18を制御してい
るクロック信号φ1、及びトランスミッションゲート1
5を制御しているクロック信号φ2の関係は第4図のタ
イミングチャートに示すごとくφ、はφ1の反転信号と
なっている。したがってφ1が高電位のときはトランス
ミッションゲート14,1Bはオンし、トランスミッシ
ョンゲート15はオフしている。このとき第1の入力端
子12には電位EI 、第2の入力端子13には電位E
2が与えられていたとするとコンデンサ16の第1端子
はE8電位となる。またインバータ17のゲート入力及
びドレイン出力はトランスミッションゲートによって短
絡されるのでゲート入力電位及びドレイン出力電位は共
にロジックレベルVLとなりコンデンサ16の第2端子
はVL%、位となる。ここでロジックレベルVLについ
て簡単に説明する。第3図はインバータの実際の構成を
示すものであるが第3図においてPチャネルMO8FE
T24のコンダクタンス定数βをβP、スレッシュホー
ルド電圧をVTP とし、NチャネルMO8FBT25
のβをβN、スレッシ瓢ホールド鵞圧をVTN とし、
またーVSSを0電位にとり、+ V D D と−V
SS の電位差をVDD とする。そしてゲート人力2
6とドレイン出力27を短絡したときのゲート人力26
の電位をロジックレベルVLとすれば 7βp (VDD−VL−VTII)2=j−βN(V
L−VTR)2が成りたつので、これを解くと となる。この”ロジックレベルVLがインバーター7の
ゲート電位であるときPチャネルMO8F1!1T24
とNチャネルMo5F]riT2sのJ’E動能力が等
しくなるので、ロジックレベルより電位が少しでも上下
すればNチャネルMO8FF;TもしくはPチャネルM
O8FInTのどちらかが優勢となる。したがって(1
01)式で表わされる電位VLがロジックレベルと呼ば
れる。さて以上よりクロック信号φ1が高電位のときコ
ンデンサー6の第1端子はE1電位、第2端子は■L電
位となり、またインバーター7のゲート入力電位及びド
レイン出力電位はロジックレベルVLとなっている。次
にクロック信号φ1が低電位になるとクロック信号φ2
は高電位になるのでトランスミッションゲート14,1
8はオフし、トランスミッションケート15はオンする
。この為コンデンサ16の第1端子はE、電位となる。
transmission gate whose opening and closing are controlled by
19 is an output terminal. Transmission gate 14
is connected between the first input terminal 12 and the first terminal of the capacitor 16. The transmission gate 15 is connected between the input terminal 13 of @2 and the first terminal of the capacitor 15. A second terminal of capacitor 16 is connected to a gate input of inverter 17, and a drain output of inverter 17 is connected to output terminal 19. Transmission gate 18 is connected between the gate input and drain output of inverter 17. Note that FIG. 2 shows the actual 4Vtj configuration of the transmission gate used in the circuit of FIG. 1. In FIG. 2, 20 is a P channel MO8FFiT, and 21 is an N
Channel MO8FET. M'08FET20 and 2
1 are connected in parallel, the terminal 22 of the supply 1 and the second terminal 23
have. Furthermore, a control signal φ is connected to the gate electrode of the N-channel MOBYET, and a control signal φ is connected to the gate electrode of the N-channel MOBYET.
A control signal 7, which is an inverted signal of φ, is connected to the gate electrode of . At this time, the transmitter gate shown in FIG.
F) Do. Further, FIG. 3 shows an actual configuration when the inverter used in the circuit of FIG. 1 is a complementary inverter. In Fig. 3, 24 is P channel M
O8FIIIT, 25 is 08F11fT between N channels
It is. P CHi w ne kM OS F E T 24 (
7) '/- is connected to +VDD, N-channel MO8
The source of 1FBT25 is connected to -VSS. P
Channel MO8FFiT24 drain and N channel M
The drain of O8FFfT25 is connected and serves as the output terminal 27 of the inverter. P channel MO8F
K T 24 (7) Gate and N-channel M OB F
The gate of Ff T25 is connected and serves as the input terminal 26 of the inverter. Now, the operation of the conventional comparator circuit shown in FIG. 1 will be explained. In the circuit of FIG. 1, the clock signal φ1 controlling the transmission gate 14°18 and the transmission gate 1
As shown in the timing chart of FIG. 4, φ is an inverted signal of φ1. Therefore, when φ1 is at a high potential, transmission gates 14 and 1B are on, and transmission gate 15 is off. At this time, the potential EI is applied to the first input terminal 12, and the potential E is applied to the second input terminal 13.
2 is given, the first terminal of the capacitor 16 becomes E8 potential. Further, since the gate input and drain output of the inverter 17 are short-circuited by the transmission gate, both the gate input potential and the drain output potential are at logic level VL, and the second terminal of the capacitor 16 is at VL%. Here, the logic level VL will be briefly explained. Figure 3 shows the actual configuration of the inverter.
The conductance constant β of T24 is βP, the threshold voltage is VTP, and the N-channel MO8FBT25
Let β be βN, the threshold hold pressure be VTN,
Also, -VSS is set to 0 potential, +VDD and -V
Let the potential difference of SS be VDD. And gate human power 2
Gate power 26 when short-circuiting 6 and drain output 27
If the potential of
Since L-VTR)2 holds true, solving this gives the following equation. When this "logic level VL is the gate potential of inverter 7, P channel MO8F1!1T24
Since the J'E dynamics of N-channel Mo5F]riT2s are equal, if the potential is even slightly higher or lower than the logic level, N-channel MO8FF; T or P-channel M
Either O8FInT is dominant. Therefore (1
The potential VL expressed by the formula 01) is called a logic level. From the above, when the clock signal φ1 is at a high potential, the first terminal of the capacitor 6 is at the E1 potential, the second terminal is at the ■L potential, and the gate input potential and drain output potential of the inverter 7 are at the logic level VL. Next, when clock signal φ1 becomes low potential, clock signal φ2
is at a high potential, so the transmission gate 14,1
8 is turned off, and transmission cage 15 is turned on. Therefore, the first terminal of the capacitor 16 has a potential of E.

またコンデンサ16の両端の電圧は保存されるのでコン
デンサ16の第2端子の電位、つまりインバータ17の
ゲート入力電位は VL+に2− El 電位となる。したがって Fj2)Fj。
Further, since the voltage across the capacitor 16 is conserved, the potential at the second terminal of the capacitor 16, that is, the gate input potential of the inverter 17 becomes 2-El potential at VL+. Therefore Fj2)Fj.

の場合はインバータ17のドレイン出力、つまりはコン
パレータとしての出力端子19の電位は低電位となる。
In this case, the drain output of the inverter 17, that is, the potential of the output terminal 19 as a comparator becomes a low potential.

また Fj2(K。Also Fj2(K.

の場合は出力端子19の電位は高電位となる。In this case, the potential of the output terminal 19 becomes a high potential.

以上が第1図の従来のフンパレータ回路の動作原理であ
るが必ずしも充分なものではない。例えば高速かつ多ビ
ットのアナログディジタル変換回路の中におけるコンパ
レータ回路ではE2とE。
The above is the operating principle of the conventional humpator circuit shown in FIG. 1, but it is not necessarily sufficient. For example, in a comparator circuit in a high-speed, multi-bit analog-to-digital conversion circuit, E2 and E are used.

の差が非常に小さい場合にも短時間で判定しなければな
らない状態が必ず存在し、その判定の可否がアナログデ
ィジタル変換回路の性能を決定づけるものであるが、第
1図のコンパレータ回路ではE、とElの差が非常に小
さい場合にはインバータ17の応答性が悪く、高速性の
要求に対しては不満足である。なおインバータ17の応
答性が悪い理由はE2とElの差が小さい場合には第6
図のインバータ回路においてPチャネルMO8FFiT
24及びNチャネルMO8,NET25はともにオンし
ていて、駆動能力の差が僅かしか生じないことが主因で
ある。以上、従来のコンパレータ回路では催かな電圧差
を高速で判定する場合には問題があると云える。
Even if the difference between E and If the difference between and El is very small, the response of the inverter 17 will be poor and the high speed requirement will not be met. The reason why the response of the inverter 17 is poor is that when the difference between E2 and El is small, the 6th
In the inverter circuit shown in the figure, P-channel MO8FFiT
The main reason is that both N-channel MO8 and NET25 are on, and there is only a slight difference in driving ability. As described above, it can be said that the conventional comparator circuit has a problem when determining an unlikely voltage difference at high speed.

本発明の目的は微弱な電圧差を高速で判定し、かつ少い
素子数とパターン面積で実現できるコンパレータ回路を
提供することにある。
An object of the present invention is to provide a comparator circuit that can quickly determine a weak voltage difference and that can be realized with a small number of elements and a small pattern area.

本発明はコンパレータ回路の中の判定に最も中心的な役
目を果すインバータ回路に帰還回路に相当するクロック
信号で制御されるインバータ回路を付加することにより
、僅かな電圧差をも帰還させることによって収束を速く
し、コンパレータ回路としての判定を高速化するもので
ある。
The present invention adds an inverter circuit controlled by a clock signal, which corresponds to a feedback circuit, to the inverter circuit that plays the most central role in judgment in the comparator circuit, thereby allowing even the slightest voltage difference to be fed back. This speeds up the judgment as a comparator circuit.

以下、本発明を実施例に基づき詳しく説明していく。Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on examples.

第5図は本発明の第1の実施例を示す回路図である。范
5図において28は第1の入力端子、29は第2の入力
端子、32はコンデンサ、33はインバータ、50,3
.4はφ1によって開閉を制御されるトランスミッショ
ンゲート、31はφ2によって開閉を制御されるトラン
スミッションゲ−)、35は出力端子、36はφ3によ
って出力を制御されるクロックドゲートインバータであ
る。トランスミッションゲート60は第1の入力端子2
8とコンデンサ62の第1端子との間に接続されている
。トランスミッションゲート31は第2の入力端子29
とコンデンサ62の第1端子との間に接続されている。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention. In Figure 5, 28 is the first input terminal, 29 is the second input terminal, 32 is the capacitor, 33 is the inverter, 50, 3
.. 4 is a transmission gate whose opening/closing is controlled by φ1, 31 is a transmission gate whose opening/closing is controlled by φ2), 35 is an output terminal, and 36 is a clocked gate inverter whose output is controlled by φ3. The transmission gate 60 is connected to the first input terminal 2
8 and the first terminal of the capacitor 62. The transmission gate 31 is connected to the second input terminal 29
and the first terminal of the capacitor 62.

コンデンサ32の第2端子はインバータ33のゲート入
力に接続され、インバータ56のドレイン出力は出力端
子35にJ7続されている。トランスミッションゲート
34はインバータ33のゲート入力とドレイン出力との
間に接続されている。クロックドゲートインバータ36
のゲート入力はインバータ56のドレイン出力に接続さ
れ、クロックドゲートインバータ36のドレイン出力は
インバータ33のゲート入力に接続されている。以上の
回路構成はクロックドゲートインバータ36を除くと第
1図の回路と基本的に同一の回路である。つまり本発明
の特徴はクロックドゲートインバータ36を付加したこ
とにある。なお第6図は第5図の回路で用いているクロ
ックドゲートインバータの実際の構成例を示したもので
ある。第6図において37.41はPチャネルMO8F
ETであり、38.42はNチャネルM08FEiTで
ある。PチャネルMOBFInT41のソースは+VD
D K接続され、NチャネルMO8F]nT42のソー
スは−VgS K接続されている。PチャネルMO81
FInT41のドレインとPチャネルMO81MCT5
7のソースは接続されている。NチャネルMOsF]n
T42のドレインとNチャネルMO8FET3Bのソー
スは接続されている。PチャネルMO8F]1cT37
のドレインとNチャネルMO8FET3Bのドレインは
接続され、かつ出力端子59に接続されている。Pチャ
ネルMO8FF!T37のゲートとNチャネルMO8F
]1tT3Bのゲートは接続され、かつ入力端子40に
接続されている。NチャネルMO8FIliT42のゲ
ートは制御信号φ、が接続され、PチャネルMO8FI
nT41のゲートにはφ、の反転信号であるφ8が接続
されている。さて第5図の回路でクロック信号としてφ
1 、φ2、φ、を用いているが、これらの信号の関係
を第7図のタイミングチャートに示す。第7図に示す様
にφ、はφ、の反転信号であり、かつφ、はφ2に等し
いものとする。次に第5図のコンパレータ回路の動作を
説明する。クロック信号φIが高電位のとき、トランス
ミッションゲート30.34はオンし、トランスミッシ
ョンゲート51はオフし、クロックドゲートインバータ
36は出力をしない。したがって第1の入力端子28に
電位E1、第2の入力端子29に電位E!が与えられて
いたとすると、コンデンサ32の第1端子はKtt位と
なるとともにインバータ33のゲート入力電位及びドレ
イン出力を位はロジックレベルvLとなるのでコンデン
サ32の第2端子はVLt位となる。またインバータ6
6のロジックレベルであるVLはバランス良く設計すれ
ばクロックドゲートインバータ36のロジックレベルと
等しく出来る。次にクロック信号φ1が低電位になると
クロック信号φ2及びφ3は高電位になるのでトランス
ミッションゲート30,54はオフし、トランスミッシ
ョンゲート31はオンし、クロックドゲートインバータ
36はゲート電位に応じたドレイン出力電位を出すよう
になる。この為、コンデンサ52の第1端子の電位は■
2となる。またインバータ63のロジックレベルとクロ
ックドゲートインバータ66のロジックレベルが等しい
とするとクロック信号φ1 、φ2.φ、が切り替った
瞬間はコンデンサ32の第2端子の電位、つマリインバ
ータ36のゲート入力電位は、 VL+E、−]lit 電位となる。さて高速の応答性が問題となるのはE、と
E□の差ΔEが小さい場合であるが、インバータ33の
増幅率を−G工、クロックトゲ−トイ/メータ36の増
幅率を−G!とすればインノく一タロ6のゲートに入力
したΔEの変化はインノ(−タ36のドレイン出力で −01・ムE となり、更にはクロックドゲートインバータ36のドレ
イン出力で G1・G2・ΔE となる。ここで一般に Gl>>1tGt)1 であるので、ΔEの変化は非常に大きく増11・b)さ
れて帰)λされたことになる。そして更には同じループ
を通して帰還が繰り返えされるので非常に速く収束し、
高電位もしくは低′屯位に飽和する。また帰還されると
いうことはΔEが非常に小さくても支障がないことを意
味している。そして出力端子65が低電位になるか高電
位になるかはΔEの正負、つまりE2とElの大小関係
に完全に依存するので第5図の回路は高精度の高速のコ
ンパレータ回路の機能を果すことがわかる。また収束が
速いということは中間電位で坐る時間が短いので低消費
電流化にもなる。またφ、が高電位でφ1が低電位であ
る限り、判定データは保存されるのでラッチ回路として
の役目を兼ねさせることも可能である。
The second terminal of the capacitor 32 is connected to the gate input of the inverter 33, and the drain output of the inverter 56 is connected to the output terminal 35 by J7. Transmission gate 34 is connected between the gate input and drain output of inverter 33. Clocked gate inverter 36
The gate input of clocked gate inverter 36 is connected to the drain output of inverter 56, and the drain output of clocked gate inverter 36 is connected to the gate input of inverter 33. The circuit configuration described above is basically the same as the circuit shown in FIG. 1 except for the clocked gate inverter 36. In other words, the feature of the present invention is that the clocked gate inverter 36 is added. Note that FIG. 6 shows an example of the actual configuration of the clocked gate inverter used in the circuit of FIG. In Figure 6, 37.41 is P channel MO8F
ET and 38.42 is an N-channel M08FEiT. The source of P channel MOBFInT41 is +VD
The source of the N-channel MO8F]nT42 is connected to -VgSK. P channel MO81
Drain of FInT41 and P channel MO81MCT5
7 sources are connected. N-channel MOsF]n
The drain of T42 and the source of N-channel MO8FET3B are connected. P channel MO8F] 1cT37
The drain of the N-channel MO8FET 3B is connected to the output terminal 59. P channel MO8FF! T37 gate and N channel MO8F
] 1tT3B is connected and connected to the input terminal 40. The gate of the N-channel MO8FIliT42 is connected to the control signal φ, and the gate of the P-channel MO8FIliT42 is connected to the control signal φ.
φ8, which is an inverted signal of φ, is connected to the gate of nT41. Now, in the circuit shown in Figure 5, as a clock signal φ
1, φ2, and φ are used, and the relationship among these signals is shown in the timing chart of FIG. As shown in FIG. 7, φ is an inverted signal of φ, and φ is equal to φ2. Next, the operation of the comparator circuit shown in FIG. 5 will be explained. When clock signal φI is at a high potential, transmission gates 30, 34 are turned on, transmission gate 51 is turned off, and clocked gate inverter 36 does not output. Therefore, the potential E1 is applied to the first input terminal 28, and the potential E! is applied to the second input terminal 29. is given, the first terminal of the capacitor 32 will be at the level of Ktt, and the gate input potential and drain output of the inverter 33 will be at the logic level vL, so the second terminal of the capacitor 32 will be at the level of VLt. Also, inverter 6
VL, which is the logic level of 6, can be made equal to the logic level of the clocked gate inverter 36 if it is designed with good balance. Next, when the clock signal φ1 becomes a low potential, the clock signals φ2 and φ3 become a high potential, so the transmission gates 30 and 54 are turned off, the transmission gate 31 is turned on, and the clocked gate inverter 36 outputs a drain output according to the gate potential. It begins to generate electric potential. Therefore, the potential of the first terminal of the capacitor 52 is
It becomes 2. Further, assuming that the logic level of the inverter 63 and the clocked gate inverter 66 are equal, the clock signals φ1, φ2 . At the moment when φ is switched, the potential of the second terminal of the capacitor 32 and the gate input potential of the multi-inverter 36 become VL+E, -]lit potential. Now, high-speed response becomes a problem when the difference ΔE between E and E□ is small.The amplification factor of the inverter 33 is -G, and the amplification factor of the clock toy/meter 36 is -G! Then, the change in ΔE input to the gate of the Inno Kuichi Taro 6 becomes -01・muE at the drain output of the inno(−ta) 36, and further becomes G1・G2・ΔE at the drain output of the clocked gate inverter 36. Here, since generally Gl>>1tGt)1, the change in ΔE has been greatly increased by 11·b) and λ). Furthermore, since the feedback is repeated through the same loop, it converges very quickly,
It saturates at high potential or low level. Also, the fact that it is fed back means that there is no problem even if ΔE is very small. Whether the output terminal 65 has a low potential or a high potential completely depends on the positive/negative of ΔE, that is, the magnitude relationship between E2 and El, so the circuit shown in Figure 5 functions as a high-precision, high-speed comparator circuit. I understand that. Also, faster convergence means less time spent sitting at an intermediate potential, resulting in lower current consumption. Further, as long as φ is at a high potential and φ1 is at a low potential, the determination data is stored, so it is possible to have it also serve as a latch circuit.

第8図は第5図の回路のクロック信号φ1 、φ2、φ
3の関係を第7図のタイミングチャートの関係から少し
変えた状態を示している。第8図においてφ2はφ1の
反転信号であることには変りがないが、φ3は立ち上が
りの時点においてφ2より若干、遅れて立ち上がる点が
第7図の関係と具なっている。第8図の様なりロック信
号φ1.φ2、φ3の関係にするとφ1 、φ2 、φ
3の切り替え時の雑音がインバータ33のゲート入力に
入ったE、とElの差ΔEを打ち消す可能性、つまり誤
動作の可能性をより少くすることが出来る。また第9図
、第10図はクロックドゲートインバータの他の榴成例
を示したもので、ゲート六方信号によって駆動されるM
08FFiTと、クロック信号によって駆動されるMO
SFETの電源に対する位置関係を変えたものである。
Figure 8 shows the clock signals φ1, φ2, φ of the circuit in Figure 5.
3 shows a state in which the relationship in FIG. 3 is slightly changed from the relationship in the timing chart of FIG. In FIG. 8, φ2 is still an inverted signal of φ1, but the relationship in FIG. 7 is that φ3 rises slightly later than φ2 at the time of rise. As shown in FIG. 8, the lock signal φ1. If we make the relationship between φ2 and φ3, φ1 , φ2 , φ
It is possible to reduce the possibility that the noise at the time of switching of the inverter 33 cancels out the difference ΔE between E and El entered into the gate input of the inverter 33, that is, the possibility of malfunction can be further reduced. Furthermore, FIGS. 9 and 10 show other examples of clocked gate inverters, in which the M
08FFiT and MO driven by clock signal
The positional relationship of the SFET with respect to the power supply is changed.

しかしながらクロックドゲートインバータとしての機能
には変りはなく第5図の回路の中のクロックドゲートイ
ンバータ56として用いることが出来る。
However, the function as a clocked gate inverter remains unchanged and it can be used as the clocked gate inverter 56 in the circuit of FIG.

第11図は本発明の第2の実施例を示す回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.

第11図において55は第1の入力端子、56は第2の
入力端子、59はコンデンサ、60 、63はインバー
タ、57.61はφ□によって開11’l(を制御され
るトランスミッションゲート、58はφ2によって開閉
を制御されるトランスミッションゲート、64はφ、に
よって開uJを制彷1されるトランスミッションゲート
、62は出力端子である。トランスミッションゲート5
7は&゛51の入力端子55とコンデンサ59の化1端
子との間に接続されている。トランスミッションゲート
58は第2の入力端子56とコンデンサ59の第1端子
との間5に接続されている。コンデンサ59の第2端子
はインバータ60のゲート入力に接続され、インバータ
60のドレイン出力は出力端子62に接続されている。
In FIG. 11, 55 is a first input terminal, 56 is a second input terminal, 59 is a capacitor, 60 and 63 are inverters, 57.61 is a transmission gate whose opening is controlled by φ□, and 58 is a transmission gate whose opening/closing is controlled by φ2, 64 is a transmission gate whose opening uJ is restricted by φ, and 62 is an output terminal.Transmission gate 5
7 is connected between the input terminal 55 of &'51 and the 1 terminal of the capacitor 59. A transmission gate 58 is connected between the second input terminal 56 and the first terminal of the capacitor 59 . The second terminal of capacitor 59 is connected to the gate input of inverter 60 , and the drain output of inverter 60 is connected to output terminal 62 .

トランスミッションゲート61はインバータ60のゲー
ト入力とドレイン出力との間に接続されている。インノ
く一タロ3のゲート入力はインバータ60のドレイン出
力に接続されている。インバータ63のドレイン出力は
トランスミッションゲート64を通ってインバーノロ0
のゲート入力に接続されている。以上の回路4i、7成
は第5図の回路におけるクロック信号φ、によって制御
されるクロックドゲートインバータ36のかわりにイン
バータ66とクロック信号φ3によって制御されるトラ
ンスミッションゲート64を用いたものである。したが
って第11図の回路と第5図の回路とは基本的に回路動
作は同じであるが、錦11図の回路構成の場合インバー
タ60のロジックレベルとインノ(−夕63のロジック
レベルを等しく設計するのが容易であるという特徴があ
る。
Transmission gate 61 is connected between the gate input and drain output of inverter 60. The gate input of the Inno Kuichi Taro 3 is connected to the drain output of the inverter 60. The drain output of the inverter 63 passes through the transmission gate 64 to
connected to the gate input of The circuits 4i and 7 described above use an inverter 66 and a transmission gate 64 controlled by the clock signal φ3 instead of the clocked gate inverter 36 controlled by the clock signal φ in the circuit shown in FIG. Therefore, the circuit operation of the circuit shown in FIG. 11 and the circuit shown in FIG. 5 is basically the same, but in the case of the circuit configuration shown in FIG. It has the characteristic that it is easy to do.

また第5図、第11図の回路においてトランスミッショ
ンゲートで開閉回路を説明したが、クロック信号によっ
てオン、オフするスイッチ回路として等価の役目をすれ
ばトランスミッションゲートでなくとも良い。
Further, in the circuits of FIGS. 5 and 11, the opening/closing circuit has been explained using a transmission gate, but the transmission gate may not be used as long as it serves an equivalent role as a switch circuit that is turned on and off by a clock signal.

以上、本発明はコンパレータ回路の中に帰遠回路を設け
ることにより、微弱な電位差を、高速で、かつ少い素子
数とパターン面積のコンパレータ回路を実現するととも
に、速く応答して飽和するが故に低消費電流であり、ま
たパターン面積が小さい故にコンパレータ回路及びコン
ノくレータ回路を用いた回路の集積回路化を容易にする
という効果もある。
As described above, by providing a return circuit in a comparator circuit, the present invention realizes a comparator circuit that can handle a weak potential difference at high speed with a small number of elements and pattern area, and also responds quickly and saturates. Since the current consumption is low and the pattern area is small, there is an effect that it is easy to integrate a circuit using a comparator circuit and a converter circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のコンパレータ回路の例を示す回路図、第
2図はトランスミッションゲートの実際の構成、を示す
回路図、第3図はインバータの実際の構成を示す回路図
、第4図は第1閾の回路で用いているクロック信号φ、
とφ、の関係を嚢わすタイミングチャート、第5図は本
発明のコンノくし−タ回路の第1の実施例を示す回路図
、第6図はクロックドゲートインバータの実際の構成例
を示す回路図、第7図、第8図は第5図の回路で用いる
クロック信号φ1 、φ7.φ8の関係を表わすタイミ
ングチャート、第9図、第1D図はクロックドゲートイ
ンバータの第6図以外の実際の構成例を示す回路図、第
11図は本発明のコンパレータ回路の第2の実施例を示
す回路図である。
Figure 1 is a circuit diagram showing an example of a conventional comparator circuit, Figure 2 is a circuit diagram showing the actual configuration of a transmission gate, Figure 3 is a circuit diagram showing the actual configuration of an inverter, and Figure 4 is a circuit diagram showing an actual configuration of an inverter. The clock signal φ used in the 1-threshold circuit,
5 is a circuit diagram showing the first embodiment of the converter circuit of the present invention, and FIG. 6 is a circuit showing an actual configuration example of a clocked gate inverter. 7, and 8 show the clock signals φ1, φ7, . . . used in the circuit of FIG. 9 and 1D are circuit diagrams showing actual configuration examples other than those shown in FIG. 6 of the clocked gate inverter. FIG. 11 is a second embodiment of the comparator circuit of the present invention. FIG.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (リ 第1の入力端子と、第2の入力端子と、コンデン
サと、前記第1の入力端子と前記コンデンサの第1端子
との間に接続された第1のクロック信号で開閉が制御さ
れる第1の開閉回路と、前記第2の入力端子と前記コン
デンサの第1端子との間に接続された第2のクロック信
号でUFJ閉が制御される第2の開閉回路と、前記コン
デンサの第2端子がゲート入力に接続された第1のイン
バータと、前記第1のインバータのドレイン出力が接続
された出力端子と、前記第1のインバータのゲート入力
とドレイン出力との間に接続された第1のクロック信号
で開閉が制御される第3の開閉回路と、第3のクロック
信号によって出力が制御される第2のインバータとを有
し、前記第1のインバータのゲート入力には前記第2の
インバータのドレイン出力が接続され、かつ前記M1の
インバータノドレイン出力には前記第2のインバータの
ゲート入力が接続されたことを特徴とするコンパレータ
回路。 (2)前記第1.第2.第3の開閉回路がともにトラン
スミッションゲートからなることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載のコンパレータ回路。 (3) 前記第5のクロック信号によって出力が制御さ
れる第2のインバータが、第6のクロック信号によって
出力が制御されるクロックドゲートインバータからなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項もしくは第2項
記載のコンパレータ回路(4) 前記第2のクロック信
号と前記第3のクロック信号が同じ信号であることを特
徴とする4’′fH’r’請求の範囲第1項もしくは錦
2項もしくは第3項記載のコンパレータ回路。
[Scope of Claims] (i) A first input terminal, a second input terminal, a capacitor, and a first clock signal connected between the first input terminal and the first terminal of the capacitor. a first switching circuit whose opening/closing is controlled by a second switching circuit; and a second switching circuit whose UFJ closing is controlled by a second clock signal connected between the second input terminal and the first terminal of the capacitor. a first inverter to which a second terminal of the capacitor is connected to a gate input; an output terminal to which a drain output of the first inverter is connected; and a gate input and a drain output of the first inverter. a third switching circuit whose opening and closing are controlled by a first clock signal connected therebetween; and a second inverter whose output is controlled by the third clock signal, the gate of the first inverter A comparator circuit characterized in that the drain output of the second inverter is connected to the input, and the gate input of the second inverter is connected to the inverter drain output of the M1. 1. The comparator circuit according to claim 1, wherein the second and third opening/closing circuits are both comprised of transmission gates. (3) The second comparator circuit whose output is controlled by the fifth clock signal. The comparator circuit (4) according to claim 1 or 2, wherein the inverter is a clocked gate inverter whose output is controlled by the sixth clock signal. 4''fH'r' The comparator circuit according to claim 1, 2 or 3, wherein the third clock signal and the third clock signal are the same signal.
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