JPS6157111A - Comparator - Google Patents

Comparator

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JPS6157111A
JPS6157111A JP17971184A JP17971184A JPS6157111A JP S6157111 A JPS6157111 A JP S6157111A JP 17971184 A JP17971184 A JP 17971184A JP 17971184 A JP17971184 A JP 17971184A JP S6157111 A JPS6157111 A JP S6157111A
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JP
Japan
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transistor
voltage
vout
output
goes
Prior art date
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Pending
Application number
JP17971184A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayoshi Achinami
阿知波 正義
Tatsumi Sumi
辰己 角
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP17971184A priority Critical patent/JPS6157111A/en
Publication of JPS6157111A publication Critical patent/JPS6157111A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To extract any positive or negative phase by constituting a window comparator with a single constant current source so as to reduce power consumption. CONSTITUTION:When an input voltage VIN is lower than a set voltage VL. transistors (TR)Q12, Q14 are turned on, a current from a constant current source 5 flows from the Q12 to the Q14 and an output VOUT of the Q15 goes to L. On the other hand, a Q13 is turned off and an output -VOUT of a Q16 goes to H. When the VIN is between the VL and VH, the Q12, Q13 are turned on, the Q11, Q14 are turned off, the VOUT goes to H and the -VOUT goes to L. When the VIN exceeds the VH, only the Q11 is turned on, the VOUT goes to L and the -VOUT goes to H.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はバイポーラトランジスタ回路による単純な回路
構成で、低電流動作が可能なウィンドウ形比較器に関す
るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION FIELD OF INDUSTRIAL APPLICATION The present invention relates to a window type comparator which has a simple circuit configuration using a bipolar transistor circuit and is capable of low current operation.

従来例の構成とその問題点 ウィンドウ形比較器は、入力の電圧値が、設定された二
つの電圧値の間にあるか否かを判定するものであシ、近
年では集積回路の普及により、二つの集積化演算増幅器
又は比較器で構成されることが多い。第1図は二つの演
算増幅器1,2および抵抗R1〜R3で構成した場合の
例であシ、二つの電圧設定値をvL、vH(vしくvH
)とすると、入力電圧v工Nが、VL < V I N
 < VH(7) (!:き出力”OUTを低イ電圧ニ
、VIN <VL又HVIN>”Hのと@K ■OUT
を高い電圧にしてとり出し、判定を行なわせるものであ
る。
Conventional configuration and its problems Window comparators determine whether the input voltage value is between two set voltage values.In recent years, with the spread of integrated circuits, It often consists of two integrated operational amplifiers or comparators. Figure 1 shows an example of a configuration consisting of two operational amplifiers 1 and 2 and resistors R1 to R3, and the two voltage settings are vL and vH (vH
), then the input voltage v engineering N is VL < V I N
< VH (7) (!: Output "OUT" at low voltage D, VIN <VL or HVIN>"H @K ■OUT
The voltage is raised to a high voltage, extracted, and used for judgment.

ところで近年集積回路が各方面に用いられるに及び集積
回路の中に、回路ブロックとしてこのような機能をとシ
込むことが要望されるようになった。集積回路の中に、
このような回置ブロックを入れるにあたり重要なことは
、回路が簡単で、チップ面積を占有しないこと、低電力
であること等である。したがって集積化演算増幅器や比
較器の回路をそのままの形で集積回路の中にとり込むこ
とは、チップの占有面積や、電気特性が必要にして十分
か等の観点から不適当な場合が多い。そこて考えられる
のが、第2図のようなウィンドウ形比較器である。即ち
、電流源3.4、抵抗R4゜R5およびトランジスタ0
1〜Q5で構成され、入力v工Nが低い方の設定電圧v
Lより低いときはトランジスタQ4は導通し、反転増幅
器を構成するトランジスタQ よシとり出される出力■
OUTは低い電圧りをとる。入力v工Nが設定電圧V、
と高い方の設定電圧VHの間の値をとるときは、トラン
ジスタQ4および同Q1は共にしゃ断状態であるため、
出力vOUTは高い電圧Hになる。
In recent years, as integrated circuits have been used in various fields, it has become desirable to incorporate such functions into integrated circuits as circuit blocks. In the integrated circuit,
What is important in incorporating such a rotation block is that the circuit is simple, does not occupy chip area, and has low power consumption. Therefore, it is often inappropriate to incorporate the circuits of integrated operational amplifiers and comparators into integrated circuits as they are from the viewpoints of the area occupied by the chip and whether the electrical characteristics are sufficient for the requirements. Therefore, a window type comparator as shown in FIG. 2 can be considered. That is, current source 3.4, resistor R4°R5 and transistor 0
1 to Q5, the set voltage v for which the input voltage N is lower
When the voltage is lower than L, transistor Q4 becomes conductive, and the output output from transistor Q, which constitutes an inverting amplifier, is
OUT takes a low voltage. The input voltage N is the set voltage V,
When taking a value between VH and the higher set voltage VH, both transistors Q4 and Q1 are in the cutoff state, so
The output vOUT becomes a high voltage H.

入力■INが高い方の設定電圧vHより高いときにはト
ランジスタQ1が導通し出力■oUTは低い電圧りにな
る。つまり、入力■工Nが低い方の設定電圧■Lより低
い電圧から高い方の設定電圧VHよシ高い電圧まで変化
するにつれ、出力VOUTは、L−H−Lと変化する。
When the input IN is higher than the higher set voltage vH, the transistor Q1 becomes conductive and the output OUT becomes a low voltage. That is, as the input voltage N changes from a voltage lower than the lower set voltage L to a voltage higher than the higher set voltage VH, the output VOUT changes from L-H-L.

ところで、本回路の不都合な点の一つは、定電流源回路
3,4を二つ設けねばならないことであり、このため消
費電流が増加することでちる。
Incidentally, one of the disadvantages of this circuit is that two constant current source circuits 3 and 4 must be provided, which results in an increase in current consumption.

今一つの不都合は、出力としてH−、L−Hと変化する
逆位相特性のみが望まれるとき、トランジスタQ5の後
にもう一段反転回路を構成しなければならないことであ
る。
Another disadvantage is that when only an anti-phase characteristic that changes from H- to L-H is desired as an output, another stage of inverting circuit must be constructed after the transistor Q5.

発明の目的 本発明の目的は、単一の定電流源で動作し、かつ所望の
位相特性を有するウィンドウ形比較器を、簡単な回路構
成で提供するにある。
OBJECTS OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a window comparator that operates with a single constant current source and has desired phase characteristics with a simple circuit configuration.

発明の構成 本発明は、要約するに、共通接続のエミッタに電流源を
接続した第1および第2のトランジスタ、共通接続のエ
ミッタに前記第2のトランジスタのコレクタを接続した
第3および第4のトランジスタをそなえ、前記第1のト
ランジスタのベースおよび前記第3のトランジスタのベ
ースに、第1および第2の設定電圧をそれぞれ印加し、
前記第2のトランジスタのベースおよび前記第4のトラ
ンジスタのベースに、入力電圧をそれぞれ印加し、前記
第1および前記第4のトランジスタの各コレクタを共通
接続し、前記第3″!たは前記第4のトランジスタのコ
レクタに出力手段を付設した比較器であシ、これによシ
、低消費電力で、しかも、正逆いずれの位相の出力をも
取り出すことが可能である。
Structure of the Invention The present invention can be summarized as follows: first and second transistors each having a current source connected to a commonly connected emitter, and third and fourth transistors each having a collector of the second transistor connected to a commonly connected emitter. comprising a transistor, applying first and second set voltages to the base of the first transistor and the base of the third transistor, respectively;
An input voltage is applied to the base of the second transistor and the base of the fourth transistor, the respective collectors of the first and fourth transistors are connected in common, and the third''! A comparator having an output means attached to the collector of the transistor No. 4 is used. This allows low power consumption and outputs of either forward or reverse phase to be taken out.

実施例の説明 第3図は本発明にか\る一実施例を示すものであり、設
定電圧VHと入力電圧vINの比較は、トランジスタQ
11jQ12 によって行なわれる。トランジスタQ1
1.Q12のベースへの入力はダイオードD1.D2を
介して与えられる。トランデスタQiIFQ12のエミ
ッタは相互に共通接続され、電流源5に接続される。設
定電圧VLと入力”INとの比較は、エミッタが相互に
接続され、かつトランジスタQ12のコレクタに接続し
たトランジスタQ13.Q14で行なねれる。トランジ
スタQ11と同Q14との両コレクタは共通接続され、
こ\にとり出された信号は反転増幅器を構成するトラン
ジスタQ1.よシ出力voUTとして出力される。
DESCRIPTION OF THE EMBODIMENT FIG. 3 shows an embodiment according to the present invention, and the comparison between the set voltage VH and the input voltage vIN is based on the transistor Q.
11jQ12. Transistor Q1
1. The input to the base of Q12 is a diode D1. Given via D2. The emitters of the transestors QiIFQ12 are commonly connected to each other and connected to the current source 5. The comparison between the set voltage VL and the input "IN" is performed by transistors Q13 and Q14 whose emitters are connected to each other and to the collector of the transistor Q12.The collectors of the transistors Q11 and Q14 are commonly connected. ,
The signal taken out here is transmitted to transistor Q1, which constitutes an inverting amplifier. The output is output as voUT.

出力vOUTとは逆位相の出力vOUTはトランジスタ
Q13のiレクタよシ反転増幅器を構成するトランジス
タQ16を通して出力される。
An output vOUT having an opposite phase to the output vOUT is outputted from the i-rector of the transistor Q13 through the transistor Q16 forming an inverting amplifier.

第3図の実施例を、以下順次説明する。The embodiment shown in FIG. 3 will be explained in sequence below.

入力電圧■工Nが設定電圧vLよシ低い場合、トランジ
スタQ12.Q14は導通状態になシ、定電流源5でつ
くられた電流はトランジスタQ1゜からトランジスタQ
14へと流れ、反転増幅器のトランジスタQ16の出力
vOUTを低い電圧りにする。一方トランジスタQ13
はしゃ断状態であるので反転増幅器のトランジスタQ1
6の出力■OUTは高い電圧Hになる。ダイオードD1
は高い方の設定電圧■Hと入力v工Nとの比較を正しく
行なわせるために入れられたもので、ダイオードD2と
同じ特性を有していることが望ましい。入力■工Nの値
が低い方の設定電圧vLと高い方の設定電圧VHとの中
間にあるときには、トランジスタQ12および同Q13
が導通し、トランジスタQ11およびトランジスタQ1
4はしゃ断状態であるため、出力vOUTは高い電圧H
に、出力vOUTは低い電圧りになる。入力■INの値
が高い方の設定電圧VHを越えるときは、トランジスタ
Q11のみが導通しているから、出力■○UTは低い電
圧りに、反転出力vOUTは高い電圧Hになる。
When the input voltage Q12 is lower than the set voltage vL, the transistor Q12. Q14 is not in a conductive state, and the current generated by constant current source 5 flows from transistor Q1° to transistor Q.
14 and makes the output vOUT of the transistor Q16 of the inverting amplifier a low voltage. On the other hand, transistor Q13
Since it is in a cutoff state, the transistor Q1 of the inverting amplifier
6's output ■OUT becomes a high voltage H. Diode D1
is inserted in order to correctly compare the higher setting voltage (H) and the input voltage (N), and it is desirable that it has the same characteristics as the diode D2. When the value of the input voltage N is between the lower set voltage vL and the higher set voltage VH, the transistors Q12 and Q13
conducts, transistor Q11 and transistor Q1
4 is in the cutoff state, so the output vOUT is a high voltage H
Then, the output vOUT will be at a lower voltage. When the value of the input ■IN exceeds the higher set voltage VH, only the transistor Q11 is conductive, so the output ■○UT becomes a low voltage and the inverted output vOUT becomes a high voltage H.

以上をまとめると入力vINがvLより低い電圧からv
Hよシ高い電圧に到るに伴なって出力vOUTは、L−
H−Lとi化L、”OUTはH−hL−H,!:変化す
る。なおダイオードD1.D2は第4図に示すように、
PNP)ランジスタQ1□、Q48を用いてそれぞれト
ランジスタQ11.Q12とダーリントン接続をするこ
とにより入力電流を軽減することができる。又本実施例
では比較器をPNP トランジスタQ11J012 、
Ql 3 +014で構成したが、これをNPN トラ
ンジスタに、NPN l−ランジスタQ151Q16を
PNPトランジスタに変えても構成できる。
To summarize the above, if the input vIN is lower than vL, then v
As the voltage reaches higher than H, the output vOUT becomes L-
H-L and i-type L, ``OUT changes H-hL-H,!'' Note that the diodes D1 and D2 are as shown in Fig. 4.
PNP) Using transistors Q1□ and Q48, transistors Q11. The input current can be reduced by making a Darlington connection with Q12. In this embodiment, the comparator is a PNP transistor Q11J012,
Although it is constructed using Ql 3 +014, it can also be constructed by replacing it with an NPN transistor and replacing the NPN l-transistor Q151Q16 with a PNP transistor.

発明の効果 以上述べたごとく、本発明によればウィンドウ形比較器
を単一の定電流源で構成し、消費電流の軽減が可能とな
るに加え、任意の出力を簡単な回路構成で実現できるの
である。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, a window type comparator is configured with a single constant current source, and in addition to being able to reduce current consumption, it is also possible to realize any output with a simple circuit configuration. It is.

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

第1図は従来のウィンドウ形比較器の構成図、第2図は
ウィンドウ形比較器を集積回路の一部分にと9入れた場
合の従来例を示す図、第3図は本発明実施例の回路図、
第4図は第3図の一部分を改変した要部回路図である。 1.2・・・・・・集積化演算増巾器、3,4,5・・
・・・・定電流源回路、vcc・・・・・・電源、vI
 N’・・・・・入力電圧、VH・・・・・・第1の設
定電圧、VL・・・・・・第2の設定電圧、vOUT・
・・・・・出力、vOUT・・・・・・出力vOUTの
反転出力、RR・・・・・・、R1□・・−・・・抵抗
、Dl。 19 2t D2 ・・・・・・ダイオード、Ql、・・・・・・j
 o4P Q’111・・・・・・、Q18・・・・・
・トランジスタ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第3図 第4図
FIG. 1 is a block diagram of a conventional window comparator, FIG. 2 is a diagram showing a conventional example in which a window comparator is included in a part of an integrated circuit, and FIG. 3 is a circuit according to an embodiment of the present invention. figure,
FIG. 4 is a circuit diagram of a main part obtained by modifying a part of FIG. 3. 1.2...Integrated operational amplifier, 3, 4, 5...
...constant current source circuit, vcc...power supply, vI
N'...Input voltage, VH...First set voltage, VL...Second set voltage, vOUT.
...Output, vOUT...Inverted output of output vOUT, RR..., R1□...Resistor, Dl. 19 2t D2...Diode, Ql,...j
o4P Q'111..., Q18...
・Transistor. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
Figure 3 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 共通接続のエミッタに電流源を接続した第1および第2
のトランジスタ、共通接続のエミッタに前記第2のトラ
ンジスタのコレクタを接続した第3および第4のトラン
ジスタをそなえ、前記第1のトランジスタのベースおよ
び前記第3のトランジスタのベースに、第1および第2
の設定電圧をそれぞれ印加し、前記第2のトランジスタ
のベースおよび前記第4のトランジスタのベースに、入
力電圧をそれぞれ印加し、前記第1および前記第4のト
ランジスタの各コレクタを共通接続し、前記第3または
前記第4のトランジスタのコレクタから出力を取り出す
構成の比較器。
the first and second with a current source connected to the emitters of the common connection;
a transistor, third and fourth transistors having a collector of the second transistor connected to a commonly connected emitter, and a base of the first transistor and a base of the third transistor have a first and a second
applying a set voltage to each of the bases of the second transistor and the base of the fourth transistor, respectively connecting the collectors of the first and fourth transistors in common; A comparator configured to take out an output from the collector of the third or fourth transistor.
JP17971184A 1984-08-28 1984-08-28 Comparator Pending JPS6157111A (en)

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JP2008054220A (en) * 2006-08-28 2008-03-06 Rohm Co Ltd Pulse generator, electronic device using the same and pulse generating method
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