JPS63214018A - Hysteresis generating circuit - Google Patents

Hysteresis generating circuit

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JPS63214018A
JPS63214018A JP62045363A JP4536387A JPS63214018A JP S63214018 A JPS63214018 A JP S63214018A JP 62045363 A JP62045363 A JP 62045363A JP 4536387 A JP4536387 A JP 4536387A JP S63214018 A JPS63214018 A JP S63214018A
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JP
Japan
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current
transistor
voltage
iref
output
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Hiroshi Hatanaka
浩 畑中
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Abstract

PURPOSE:To obtain a stable hysteresis characteristic while two threshold values are made constant regardless of fluctuation of a power supply voltage by combining 1st and 2nd current comparator means. CONSTITUTION:A hysteresis generating circuit consists of a voltage/current converter 1, the 1st and 2nd current comparator means 2, 3, and a constant current source 4. The 1st current comparator means 2 compares an output current I1 of a voltage/current converter 1 with an output current I2 of the 2nd current comparator means 3, and a current I3 is outputted as I3=AX(I1-I2) (A is a positive integer) in case of I1>I2 and as I3=0 in case of I1<=I2. The 2nd current comparator means 3 compares the output current I3 with the output current Iref of the constant current source 4, and outputs a current I2 as I2= BX(Iref-I3) (B is a positive integer) in case of Iref>I3, and I2=0 in case of Iref<=I3.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、入力電圧に対しヒステリシス特性を有する電
流出力を得るための回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a circuit for obtaining a current output having hysteresis characteristics with respect to an input voltage.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第4図に、従来用いられているこの程の回路を示し、第
5図にその特性を示す。
FIG. 4 shows such a conventional circuit, and FIG. 5 shows its characteristics.

入力電圧VINが、基準電圧発生回路101の発生する
第1の基準電圧Vatよシ小さいときKは、差動動作形
電圧比較器102を構成するトランジスタQ1がオフし
ているためカレントミラー回路103を構成するトラン
ジスタQ3.Q4.Q6のベース電流が流れず、それぞ
れのトランジスタはオフである。一方、トランジスタQ
2がオンしているためトランジスタQ5のペース電流が
流れてトランジスタQ5がオンする。したがって、トラ
ンジスタQ5のエミッターコレクタ間飽和電圧をV(t
 H(SAT)とすれば、VSlは(1)式のように表
わされる。
When the input voltage VIN is smaller than the first reference voltage Vat generated by the reference voltage generation circuit 101, the current mirror circuit 103 is turned off because the transistor Q1 that constitutes the differential operation type voltage comparator 102 is turned off. Constituting transistor Q3. Q4. No base current flows through Q6, and each transistor is off. On the other hand, transistor Q
Since transistor Q2 is on, the pace current of transistor Q5 flows and transistor Q5 is turned on. Therefore, the emitter-collector saturation voltage of transistor Q5 is set to V(t
If H(SAT), VSl is expressed as in equation (1).

この状態におけるトランジスタQ6のコレクタ出力電流
XOU丁は、トランジスタQ6がオフであるためrOJ
となる。これは第5図中■の領域に該尚する。
In this state, the collector output current XOU of transistor Q6 is rOJ since transistor Q6 is off.
becomes. This corresponds to the region 3 in FIG.

次KSV工NがVBIよシ大きくなるとトランジスタQ
1がオンし、したがってトランジスタQ3.Q4゜Q6
もオンする一方、トランジスタQ2はオフするためにト
ランジスタQ5もオフする。これにより、基準電圧発生
回路1010発生する第2の基準電圧VSZは(2)式
で示される。
Next, when KSVN becomes larger than VBI, transistor Q
1 is turned on, thus transistor Q3. Q4゜Q6
On the other hand, since transistor Q2 is turned off, transistor Q5 is also turned off. Thereby, the second reference voltage VSZ generated by the reference voltage generation circuit 1010 is expressed by equation (2).

このときのトランジスタQ6のコレクタ出力電1Iot
nは、各トランジスタのペース電流を無視できるとした
とき、又はβが充分大きいとしたとき、カレントミラー
特性によシ、トランジスタQ3に流れる電流、すなわち
定電流源104の電流I refと等しくなる。これは
、第5図中の■の領域に該当する。
At this time, the collector output voltage of transistor Q6 is 1Iot
When it is assumed that the pace current of each transistor can be ignored, or when β is sufficiently large, n becomes equal to the current flowing through the transistor Q3, that is, the current I ref of the constant current source 104 due to the current mirror characteristic. This corresponds to the area marked ■ in FIG.

続いてVINがハイレベルによシ下降してきたときは、
オンしていたトランジスタQ1がオフするのはVXNが
vB2よシ小さくなるときである。MINがvB2より
小さくなると、再びトランジスタQl。
Then, when VIN started to fall to a high level,
Transistor Q1, which has been on, turns off when VXN becomes smaller than vB2. When MIN becomes smaller than vB2, transistor Ql again.

Q3.Q4がオフしてトランジスタQ2.Q5がオンし
、したがって基準電圧発生回路104の発生電圧はvB
、に戻シ、出力電流10UTも「0」となる。
Q3. Q4 is turned off and transistor Q2. Q5 is turned on, so the voltage generated by the reference voltage generation circuit 104 is vB.
, the output current 10UT also becomes "0".

これは第5図の■の領域に該当する。このようにして、
ヒステリシスを集塊できる。
This corresponds to the area marked ■ in FIG. In this way,
Hysteresis can be agglomerated.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上述した実施例では、ヒステリシス特性を規定する2つ
のしきい値電圧V81 r vszを、基本的に電源電
圧vccの抵抗分割によシ得ているため、電源電圧が変
動するとその値も変わってしまい、したがって電源電圧
が変動する場合には使用することができなかつ喪。
In the embodiment described above, the two threshold voltages V81rvsz that define the hysteresis characteristics are basically obtained by resistor division of the power supply voltage vcc, so when the power supply voltage fluctuates, their values also change. , so it cannot be used and mourns when the power supply voltage fluctuates.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明のヒステリシス発生回路は、第1図に示すように
、電圧−電流変換器1、第1および第2の電流比較手段
2,3ならびに定電流源4からなる。第1の電流比較手
段2は、電流−電圧変換器1の出力電流工1と第2の電
流比較手段3の出力電流I2とを比較し、11)I、の
ときl3=AX(I+−I2)(Aは正の定数)、I、
=≦工2のときl3=Oとなる電流I3を出力し、第2
の電流比較手段3は、上記出力電流工3と定電流源の出
力電流Irefとを比較し、Ir@4 ) I 3のと
きI2−BX(Iref  I3)(Bは正の定数)、
Iref≦工3のとき工2=0となる電流!2を出力す
る。
The hysteresis generating circuit of the present invention comprises a voltage-current converter 1, first and second current comparing means 2, 3, and a constant current source 4, as shown in FIG. The first current comparison means 2 compares the output current 1 of the current-voltage converter 1 with the output current I2 of the second current comparison means 3, and when 11)I, 13=AX(I+-I2 ) (A is a positive constant), I,
=≦When 2, outputs the current I3 such that l3=O, and the second
The current comparing means 3 compares the output current generator 3 with the output current Iref of the constant current source, and when Ir@4) I3, I2-BX(Iref I3) (B is a positive constant),
When Iref≦F3, the current becomes F2=0! Outputs 2.

〔作用〕[Effect]

■ 入力電圧vIにが十分率さいときには!、が小さい
ので1.は流れない(l5=O)。したがって、I□1
 > I sが成立するので、工2として所定の値の電
流が流れる(I2=BX(I□f−I3)=BXI、。
■ When the input voltage vI is sufficiently high! , is small, so 1. does not flow (l5=O). Therefore, I□1
>Is holds, so a current of a predetermined value flows as step 2 (I2=BX(I□f-I3)=BXI,.

f)。f).

■ 入力電圧VINが大きくなってI1が12==BX
I、。fを越えると、I3としてl3=AX(I。
■ Input voltage VIN increases and I1 becomes 12==BX
I. When f is exceeded, l3=AX(I.

−工2)が流れる。Ilがr2をわずかに越えると工3
はそのA倍と大きく増巾され、その結果、Iref≦工
3となることKよりI2−0となる。
-Work 2) flows. When Il slightly exceeds r2,
is greatly increased by A times its width, and as a result, since Iref≦3, it becomes I2-0.

すなわち、1.がI 2 ! B X l、、tを越え
ると、結局、■3=AXB +l2=Oで安定すること
になる。
That is, 1. is I 2! When B

■ この状態で逆にVXNが小さくなると、I。■ In this state, if VXN becomes smaller, I.

の減少に伴い、第1の電流比較手段2の出力電流工3が
I、、=AXI、の式に従って減少する。
As AXI decreases, the output current 3 of the first current comparison means 2 decreases according to the formula I, . . . =AXI.

そしてIref>Lvとなると、I2としてI2−BX
(Iref−1g)が流れる。工3がIrefをわずか
に下がると工2はそのB倍と大きく増巾され、その結果
、I2上11となることKよυN 13==Qとなる。
And when Iref>Lv, I2-BX as I2
(Iref-1g) flows. When the factor 3 is slightly lower than Iref, the width of the factor 2 is greatly increased by B times, and as a result, I2 becomes 11, which means that K υN 13 ==Q.

すなわち、第2の電流比較手段3の出力電流工2は、I
z=BXIrefに戻るととくなる。
That is, the output current 2 of the second current comparison means 3 is I
Returning to z=BXIref, it becomes.

このようにして、I2としてヒステリシス特性を有する
電流出力が得られる。
In this way, a current output having hysteresis characteristics is obtained as I2.

〔実施例〕〔Example〕

第2図は本発明の一実施例を示す回路図である。 FIG. 2 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention.

同図において、トランジスタQ1〜Q3および抵抗器R
1から構成される電圧−電流変換器11の出力電流1.
は、トランジスタQ1〜Q3のベース電流が無視できる
ものとした場合、トランジスタQl。
In the same figure, transistors Q1 to Q3 and resistor R
The output current of the voltage-current converter 11 consisting of 1.
is the transistor Ql, assuming that the base currents of the transistors Q1 to Q3 are negligible.

Q2のベース・エミッタ間電圧をそれぞれVBX1+v
B12、抵抗器R1の抵抗値rlとして、L=(VrN
VBxx−Vsxz>/rxここで、トランジスタQX
、Q2に流れる電流はほぼ等しいので、VBB10=V
BI2 =vaxとして、I 1 = (VxN−2V
ax) / r 1また、トランジスタQ6.Q7およ
び抵抗器R2゜R3からなる定電流源14の出力電流I
refは、トランジスタQ6のベース・エミッタ間電圧
をvBx8とし、トランジスタQ6.Q7のベース電流
を無視できるものとして、 と表わせる。
The base-emitter voltage of Q2 is VBX1+v, respectively.
B12, resistance value rl of resistor R1, L=(VrN
VBxx-Vsxz>/rx where transistor QX
, the currents flowing through Q2 are almost equal, so VBB10=V
As BI2 = vax, I 1 = (VxN-2V
ax)/r 1 Also, the transistor Q6. Output current I of constant current source 14 consisting of Q7 and resistor R2゜R3
ref is the voltage between the base and emitter of transistor Q6 as vBx8, and the voltage between transistor Q6. Assuming that the base current of Q7 can be ignored, it can be expressed as follows.

このようにvBisよシ定電流Irefを得ているため
、電流電圧VCCの変動の影響を避けることができる。
Since the constant current Iref is obtained from vBis in this way, the influence of fluctuations in the current voltage VCC can be avoided.

なお、第1の電流比較回路12を構成するトランジスタ
Q9のエミッタ面積はトランジスタQ8のエミッタ面積
のn2倍に設定されておシ、シたがってトランジスタQ
9のコレクタ電流として得られる出力電流l0utは、
トランジスタQ8Oコレクタ電流I41C対してI。u
t=!12 X I 4の関係にある。また、トランジ
スタQiQのエミッタ面積はトランジスタQ8のエミッ
タ面積のn3倍、しタカってトランジスタQIOのコレ
クタ電流!、はI 1 = n 3 X I 4の関係
にある。同様に、第2の電流比較回路13を構成するト
ランジスタQ5のエミッタ面積はトランジスタQ4のエ
ミッタ面積の1111倍に設定しである。
Note that the emitter area of the transistor Q9 constituting the first current comparison circuit 12 is set to n2 times the emitter area of the transistor Q8.
The output current l0ut obtained as the collector current of 9 is
I for transistor Q8O collector current I41C. u
t=! The relationship is 12 X I 4. Also, the emitter area of transistor QiQ is n3 times the emitter area of transistor Q8, which is the collector current of transistor QIO! , has the relationship I 1 = n 3 X I 4. Similarly, the emitter area of the transistor Q5 constituting the second current comparison circuit 13 is set to be 1111 times the emitter area of the transistor Q4.

ここで、入力電圧VINが十分に小さり、シたがってI
2の値がI 2 ==+ n 3 X I 4で定まる
値より小さな値である11の値によって制限されている
ときKは、トランジスタQ4.Q5はオフしているため
に工3−0となる。したがって、 l4=Iref l  rout”nzXIrefと表
わされる。これは第3図の■の領域に相当する。
Here, the input voltage VIN is sufficiently small, so I
2 is limited by the value of 11, which is less than the value determined by I 2 ==+ n 3 Since Q5 was off, the result was 3-0. Therefore, it is expressed as l4=Iref l rout"nzXIref. This corresponds to the area .circlein. in FIG. 3.

vrNが増加し、l 1x H3Xl 4+△工(Δ■
〉0)となったとき、トランジスタQ4のコレクタにΔ
工の電流が流れる。このとき、トランジスタQ4ととも
にカレントミラー回路を構成するトランジスタQ5のエ
ミッタ面積がトランジスタQ4のエミッタ面積On1倍
となっていることから、l3=nlXΔ■となシ、工4
はI3の分だけ減少する。すると、工2はn 3 ×I
 4であるからn1Xn3Xべだけ減少し、工2と工1
との差はさらに広がるという形で正帰還がかかり、工3
−■r*fs L=*l4=0の状態で安定する。した
がってこのとき、l0ut=Oとなる(第3図の0点)
。このときの入力電圧V’INIはn 3 X I 4
 = I 1となるvrNであるから、、’−Vxy1
−−XnsXVaxs+2VBz  @111111@
(1)と表わさせる。さらにVINが上昇しても、Il
O値は増加するが工3の値はIref以上にはならず、
この状態が続く。これが第3図の■の領域に相当する。
vrN increases, l 1x H3Xl 4+△technique (Δ■
〉0), Δ is applied to the collector of transistor Q4.
Electrical current flows. At this time, since the emitter area of the transistor Q5, which forms the current mirror circuit together with the transistor Q4, is On1 times the emitter area of the transistor Q4, l3=nlXΔ■.
is decreased by I3. Then, engineering 2 is n 3 ×I
4, so it decreases by n1Xn3X, and work 2 and work 1
There was a positive feedback in the form of a further widening of the difference between the
−■r*fs Stable in the state of L=*l4=0. Therefore, at this time, l0ut=O (point 0 in Figure 3)
. The input voltage V'INI at this time is n 3 X I 4
Since vrN is = I 1, '-Vxy1
--XnsXVaxs+2VBz @111111@
Let it be expressed as (1). Even if VIN increases further, Il
Although the O value increases, the value of 3 does not exceed Iref,
This state continues. This corresponds to the area marked ■ in FIG.

この状態からVINが減少してきて、工3=工ref−
ΔI(Δ■〉0)となったとき、トランジスタQ8のコ
レクタ電流が流れ、I4−△I 、 I2:n3XΔI
となる。したがってl3=nIX(11−Iz)=nt
X11−nlXn3X△工となって工、の値が増加し、
工2の値も増加するという形で正帰還がかかシ、I4”
 工r*f % I s = 0、I2:il+ xl
l@1 という状態で安定する(第3図の0点)。この
ときの入力電圧vXN2は、n1×11=11@1とな
るVINであるから、と表わせる。これによシ、第3図
の■の領域に戻る。
From this state, VIN decreases, and work 3 = work ref-
When ΔI (Δ■>0), the collector current of transistor Q8 flows, and I4-ΔI, I2:n3XΔI
becomes. Therefore l3=nIX(11-Iz)=nt
X11-nl
There is positive feedback in the form of an increase in the value of I4.
Engineering r * f % I s = 0, I2:il + xl
It stabilizes in the state l@1 (point 0 in Figure 3). Since the input voltage vXN2 at this time is VIN where n1×11=11@1, it can be expressed as follows. This returns to the area ◯ in Fig. 3.

このようKして、WIN−I。ut特性にヒステリシス
をもたせることができるが、式(1) 、 (2)から
明らかなように、ヒステリシスの2つのしきい値MIN
IとVIN2とはV(1(+に無関係となっている。つ
tb、電源電圧vCcの値が変動しても、VINt T
VIN2は変化しないという特長を有している。
K like this, WIN-I. It is possible to provide hysteresis to the ut characteristic, but as is clear from equations (1) and (2), the two thresholds for hysteresis MIN
I and VIN2 are unrelated to V(1(+). Even if the value of the power supply voltage vCc changes, VINtT
VIN2 has the advantage of not changing.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、電流−電圧変換器の出力電流工1と第
2の電流比較手段の出力電流!2とを比較し、I 1>
 I 2のときIs =A×(I1  Iz) (Aは
正の定数)、■!≦工2のときl5=Oとなる電流■3
を出力する第1の電流比較手段と、第1の比較手段の出
力電流工3と定電流源の出力電流1 refとを比較し
、I□1 > I sのときI 2 = B X (I
 r。f−I3)(Bは正の定数)、Iref≦I3の
とき工2=0となる電流I2を出力する第2の電流比較
手段とを設けたことによシ、電源電圧の変動にかかわら
ず2つのしきい値を一定にすることができるため、安定
したヒステリシス特性を得ることができる。
According to the invention, the output current of the output current generator 1 of the current-voltage converter and the output current of the second current comparison means! 2, I 1>
When I 2, Is = A × (I1 Iz) (A is a positive constant), ■! Current when l5=O when ≦ 2 ■3
The output current 3 of the first comparison means is compared with the output current 1 ref of the constant current source, and when I 1 > I s, I 2 = B
r. f-I3) (B is a positive constant), and a second current comparison means that outputs the current I2 such that when Iref≦I3, the current I2 becomes 0, regardless of fluctuations in the power supply voltage. Since the two threshold values can be kept constant, stable hysteresis characteristics can be obtained.

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

第1図は本発明の詳細な説明するためのブロック図、第
2図は本発明の一実施例を示す回路図、第3図はその特
性図、第4図は従来例を示す回路図、第5図はその特性
図である。 1.11・・・・電圧−電流変換器、2,12・・・・
第1の電流比較手段、3,13・・・・第2の電流比較
手段、4,14・・・・定電流源。
FIG. 1 is a block diagram for explaining the present invention in detail, FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a characteristic diagram thereof, and FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional example. FIG. 5 is a characteristic diagram thereof. 1.11...Voltage-current converter, 2,12...
First current comparison means, 3, 13... second current comparison means, 4, 14... constant current source.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 入力電圧を電流に変換する電圧−電流変換器と、第1お
よび第2の電流比較手段と、定電流源とを備え、第1の
電流比較手段は、電圧−電流変換器の出力電流I_1と
第2の電流比較手段の出力電流I_2とを比較し、I_
1>I_2のときI_3=A×(I_1−I_2)(A
は正の定数)、I_1≦I_2のときI_3=0となる
電流I_3を出力し、第2の電流比較手段は、第1の電
流比較手段の出力電流I_3と定電流源の出力電流I_
r_e_fとを比較し、I_r_e_f>I_3のとき
I_2=B×(I_r_e_f−I_3)(Bは正の定
数)、I_r_e_f≦I_3のときI_2=0となる
電流I_2を出力することを特徴とするヒステリシス発
生回路。
It includes a voltage-current converter that converts an input voltage into a current, first and second current comparison means, and a constant current source, and the first current comparison means has an output current I_1 of the voltage-current converter and a constant current source. The output current I_2 of the second current comparison means is compared with the output current I_2.
When 1>I_2, I_3=A×(I_1-I_2)(A
is a positive constant), and the second current comparison means outputs the current I_3 such that I_3=0 when I_1≦I_2, and the second current comparison means outputs the output current I_3 of the first current comparison means and the output current I_ of the constant current source.
Hysteresis generation characterized by outputting current I_2 such that I_2=B×(I_r_e_f-I_3) (B is a positive constant) when I_r_e_f>I_3 and I_2=0 when I_r_e_f≦I_3. circuit.
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