JPS6337709A - ヒステリシスを持つスイッチング回路 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明はヒステリシスを示す半導体スイッチング回路に
関し、この回路では、 入力電圧が１限界値より高くなると１状態から他の状ｉ
への回路遷移が起り、 入力電圧が前記の限界値より低い他の限界値より低くな
ると最初の状態へ戻る。

スイッチング回路は、ノイズ不惑性又は安全余裕度を与
えるために、典型的にはヒステリシスを利用する。米国
特許筒３．７２５．６７３号はヒステリシス回路を開示
している。第１図はこのバイポーラ回路の基本的特徴を
示す。これは、電流！Ｈを適当にスイッチングすること
により生成されるヒステリシスを伴った１対の状態の間
をスイッチングする。

第１図の回路は差動部分１１．１２を用いる。

部分１１は入力電圧■１を増幅し、その差がＶ。

を表わす回路型ｖｔＩｌい　１１．を発生させるが、こ
のＶ、は、信号電圧ＶＩＮが基準電圧ｖ　ｓｔｙを上回
る量である。部分１１の内部構成（図示せず）は１対の
ダーリントン回路を中心にしている。各ダーリントン路
は、入力ＰＮＰＩ−ランジスタを含み・そのエミッタは
後続のＰＮＰ　）ランジスタのペースを駆動する。この
入力トランジスタのベースは電圧Ｖ、を差動的に受取る
。電流１．＾、Ｉｌｍはそれぞれ後続のトランジスタの
コレクタから供給され、そのトランジスタのエミッタは
電流源に接続され供給電流を受取る。部分１２は、部分
１１と同様に構成され、制御電圧ｖｃを増幅し、その差
が■。を表わす回路電流！２い　Ｉｌｍを発生させる。

電流１１Ａｓｆ＋１は、差動−シングルエンド変換器１
３の入力に接続されている。他の同様の変換器１４は１
２１１からＩｔＡを引くことによって電流Ｉ、ｌを発生
させる。スイッチ１５は電流ＩＮをグランド又は変換器
１３の入力の１つに与える。電圧ｖＸは主としてＩｌｍ
　　ＩｔＡ　ＭＩＨに比例して変化する値で変換器１３
から供給される。ここでｍは電流■、のスイッチングに
依存してｌ、０又は−１である。増幅器１６は電圧■８
を増幅し、スイッチ１５の位置を制御１する出力電圧■
。を発生させる。

回路遷移は１１１１　１＋ａがＭ　Ｉ　Ｈに等しい時に
起る。遷移時に、■１は、ｍＫｃＶｃに略々等しいヒス
テリシス限界値を通る。ここでＫＧは部分１２の相互コ
ンダクタンスの部分１１のそれに対する比である。ｍの
３つの値のうちの２つだけが回路の実施例において通常
用いられる。これは３つの異なる場合：（１）ｍ＝ｏ、
　　ｌ　；（２１ｍ＝　−１，０；ｔ３）ｍ＝−１，１
を与える。第２ａ、２ｂ、２ｃ図はそれぞれこの３つの
場合のヒステリシス特性を示す。

例えば垂直軸は■。を表わす。各々の場合に一ついての
ｍの低い値と高い値とはそれぞれその低いヒステリシス
限界値と高いヒステリシス限界値とを定める。その差は
ヒステリシスの強度である。

特に、スイッチ１５が高いｍ値に位置して回路を高い限
界値にセントしているものと仮定する。

■、の低い値から出発して、■、が高い限界値より高く
上るに従って回路は状態を変化させてゆく。

新しい■。値はスイッチ１５を低いｍ値へ転換させる。

■、が後に降下すると、それが低い限界値を通過するま
では何も起らない。その点で、回路はその最初の状態に
戻る。従ってスイッチ１５は高いｍ値に戻って回路を高
い限界値にリセ・７トする。

米国特許箱３，７２５，６７３号の回路は数個の望まし
い特徴を持っている。ヒステリシスの量は、単にＫｃ又
はＶＣを調節することによって制御することができる。

Ｋ、は比であるから、それは温度及び製造条件には殆ん
ど関係ない。ＶＣは、温度及びプロセスに殆んど無関係
にすることができる。

従って、ヒステリシス限界値は、温度及び処理パラメー
タに対しては安定である。しかし、限界値は独立に制御
可能ではないので、柔軟性には限度がある。それらのう
ちの１つは０に固定されるか（第２３．２ｂ図）、ある
いは他方の反対極性（第２ｃ図）である。前述の利点を
犠牲にせずに、この柔軟性限界を克服することが望まし
い。

本発明によると、温度及び製造パラメータに殆んど！共
関係にすることができろ。別々に制御′Ｉｉｌ可能な限
界値により画定されるヒステリシスを持った１対の状態
の間を回路がスイッチングする。ヒステリシスは、正帰
還を利用して回路の一部分の相互コンダクタンスを、そ
れがスイッチングする時に変化させることにより、回路
に導入される。

本回路は第１及び第２差動部分を含む。第１部分は入力
電圧を増幅して、その差が入力電圧を表わす１対の回路
電流を生成する。第２部分は制御電圧を増幅して、その
差が制御電圧を表わす１対の回路電流を生成する。

この４つの電流は、その強度が制御電圧に依存するヒス
テリシスを伴った入力電圧の関数として回路に状ｇ５移
を起させるように操作される。これは算術成分及び帰還
回路でなされる。この算術成分は、（１）第１部分の回
路電流間の差と、（２）第２部分の回路電流間の差との
線形結合に殆んど比例して変化する成分信号を生成する
。このような成分信号の発生はスイッチング領域を画定
する。回路は成分信号の遷移と殆んど同期してその状態
間を遷移する。この時、帰ぶ回路は、回路遷（多に応答
して第２作動部分の相互コンダクタンスを調節すること
によりヒステリシスを作り出す。

特に、ヒステリシスは、ｔｌ）入力電圧が高い限界値よ
り高くなるとその一方の状態から他方へ回路が遷移する
第１種の遷移と、（２）入力電圧が高い限界値より低い
低限界値以下に下がると起る。第１種の遷移とは反対の
、第２種の遷移とから成る。

帰還回路の第２部分の相互コンダクタンス２は第１種の
遷移に応答して減少し、また、その逆も起る。帰還回路
における主な要素は、第２部分の電流源の一部分を、同
様に構成された１対の３極増幅器から選択的に分離する
スイッチであり、同増幅器は第２部分の制御電圧を受取
るように差動構成となっている。このスイッチは、回路
が第１種の遷移及びその逆の遷移をする時に開く。

（実施例） 図面と、好適な実施例に関する説明とにおいて、同一の
参照記号が同−又は非常によく似ている物を表わすため
に使われている。

第３図を参照する。この図は、各遷移時に回路の一部分
の相互コンダクタンスを変化させることにより作られる
ヒステリシスを伴って１対の状態間を遷移する回路を示
す。回路の状態は、入力電圧■１の関数として１対の電
圧レベル間をスイッチングする出力電圧■。によって表
わされる。回路は、■。がそのルベルから他方のレベル
へ転換し、あるいはその逆に転換する時に、その一方の
状態から他方の状態へ遷移する。

この回路は様々な３極増幅器を使う。各々が第１電流電
極Ｅｌ、第２電流電極Ｅｚ及び同電流電極Ｅｌ、ＥＺＯ
間の電流を制御するための制御電極ＣＢを有する。電流
電極間を移動する電荷担体（電子又は正孔）は一般に第
１電極から出発して第２電極に到る。

各３極増幅器は単一のトランジスタで実現できる。絶縁
ゲート型又は接合型の電界効果トランジスタＦＥＴの場
合、そのソース、ドレン、及びゲートはそれぞれ第１、
第２、及び制御電極である。

これらはバイポーラ・トランジスタについては、エミッ
タ、コレクタ、及びベースである。しかし、３極増幅器
を２つ以上のトランジスタで構成することもできる。そ
の１つの例は、（個々のトランジスタの電流利得の積に
略々等しい合計の電流利得を与えるために）入力トラン
ジスタのエミッタが後続のトランジスタのベースに接続
されているバイポーラ・ダーリントン回路である。この
場合には、制御電極は入力トランジスタのベースであり
、第１電極及び第２電極は後続のトランジスタのエミッ
タ及びコレクタである。

１対の３極増幅器を説明するとき、「同様に構成されて
いる」ということは、それらが同様に相互接続された対
応する要素を有し、対応する要素の各対が同一の半導体
極性のものであることを意味する。例えば、１対の３極
増幅器は、−船釣に、若しその両方がＮチャネルＦＥＴ
であればｒ同様に構成されて」おり、若しそれらが相補
的ＦＥＴであれば、「同様に構成されてｊはいない。同
様に、人力トランジスタが同−母性で後続のトランジス
タが同一極性である限り（入力トランジスタのそれとは
異なっていても）１対のダーリントンはｒ同様に構成さ
れているｊ。

１対の電流間の差が電圧を「表わすｊというとき、「表
わすｊとは、その電流間の差の大きさが、その電圧の大
きさが大き過ぎない限り、電圧の大きさと１対１の関係
を有するということを意味する。電圧の大きさが非常に
大きくなった時、「表わすｊは、電流間の差が、若し電
圧が高ければ主として１つの値であり、若し電圧が低け
れば他の値であるということを意味する。

第３図に戻る。電圧Ｖ、は差動部分２１の非反転入力（
＋）及び反転入力（−）に供給され、この部分２１は入
力ｖ１を差動的に増幅して、その差がＶ、を表わす回路
電流１１Ａ−、ｌ１ｍ１を生成する。

部分２１は、同様に構成された３極増幅器ＩＩＡ％１１
１１を含んでおり、その制御電極は電Ｆｉｉ　Ｖ　＋を
差動的に受取る。電流’ｔｘ　ｓ　ｒは一定の供給電流
ＩＳＩを増幅器ＡＩＡ％　Ａｌｌの相互接続された第１
電極に供給する。その第２電極はそれぞれ供給電流ＩＩ
Ａ、１１１１を部分２１の反転入力（−）及び非反転入
力（＋）に供給する。

制御′ｌｌ電圧■。は差動部分２２の非反転入力及び反
転入力に供給され、この部分２２は電圧Ｖ、を差動的に
増幅して、その差が■、を表わす回路電流ＩＺＡｓｌ！
ｍを生成する。部分２２は同様に構成された３掻増幅器
ＡｚＡ−，Ａｚｓを含んでおり、その制御電極は電圧ｖ
ｃを差動的に受取る。電流源ｓ２は供給電流を増幅器Ａ
２いＡ２１１の相互接続された第１電極に供給する。そ
の第２電極はそれぞれ電流’２Ａ％Ｉ２１を部分２２の
反転出力及び非反転出力に供給する。

電流源Ｓ２は、それぞれ供給電流Ｉ。Ｃ１ＩＳ２Ｄを供
給する主要部分ｓ２．及び切換可能部分Ｓ２゜から成っ
ている。主要部分ｓ２ｃは増幅器Ａ　ｔ　Ａ　％Ａ２１
１の第１電極に永久的に接続されている。出力Ｖ、に応
答する２位置スイッチ２３が切換可能部分Ｓ２゜と増幅
器Ａ２いＡｔ、の第１電極との間にある。

１方向への■。遷移によりスイッチ２３がｒ閉じるＪ。

これにより、部分Ｓ２゜から増幅器Ａ２Ａ、Ａｚｌの第
１電極への伝導路が確立する。これらは電流Ｉ　ＳｔＤ
を受取る。逆方向のＶ。遷移により、スイッチ２３が「
開くａｔこれにより、部分Ｓ２゜と増幅器Ａ２いＡ、と
の間の伝導路が破壊される。

電流１５２０はグランド等の基準点Ｇへ転換される。

その代りに、若し点Ｇが開放回路位置ならば、電流源Ｓ
２ｏは単に遮断するだけである。

電流１１Ａ、夏４．１２Ａ％Ｉ２１１に応答して、算術
成分２４は、殆んどＩｔｓ　　ＩＩＡ　（Ｉｚｇ　　１
２４）に比例して変化する電圧の成分信号ｖＶを発生さ
せる。伝統的型式の増幅器２５は電圧■７を増幅して電
圧Ｖ。を発生させるか、ＶＯは制御スイッチ２３に戻さ
れる。■７及び■。の極性は、スイ。

チ２３の内部特性に応じて同−又は反対である。

各回路遷移時に部分２２の相互コンダクタンスを変化さ
せる結果としてヒステリシスが回路に生じる。特に、部
分２１．２２等の差動増幅器の相互コンダクタンスは、
その差動入力電圧の増加量で除したその差動出力電流の
増加量である。相互コンダクタンスは通常は、ゼロ入力
電圧を中心とする相当範囲については殆んど一定であり
、入力電圧がこの範囲外に出ると徐々にゼロに低下する
。

入力電圧の成る値における相互コンダクタンスの大きさ
は利用可能な増幅器供給電流の量に依存する。

従って、それぞれの部分２１．２２の相互コンダクタ７
　スＧ　ｓ　イＧ　Ｍ　２はｄ　（Ｉｔｓ　　Ｉｔｓ）
　／ｄＶ＋及びｄ　（１２１１１２Ａ）　／ａｖｃであ
る。部分２２については、ＧｏはＧＭ！、　＋　ｎ　Ｇ
、、、に等しい。ここでＧＨｔ、は電流源Ｓ２の主要部
分Ｓ２ｃによる相互コンダクタンスであり、ｃ　ｓｚａ
は主要部分ｓ２．と共に切換可能部分ｓ２．を使用する
ことによる他の相互コンダクタンスであり、ｎはスイッ
チ２３が開いているか閉じているかによりＯ又は１であ
る。ｖ（１４）遷移に、差Ｉｌｌ　　ＩＩＡは差Ｉｌｌ
　　ＩＩＡに等しい。以上の関係を適切に適用すると、
遷移点におけるｖｌの限界値ｖＴ□について下記の近似
的関係が得られる。

Ｖ　ｔ＋＋”ＶｃＧｘｚ／　ＧＭＩ−Ｖ　ｃ（Ｇ、ｚｃ
　＋　ｎ　Ｃｘｚｏ　）／ＧＭＩ　　　　　　　ｔｔ＋ 第４ａ、４ｂ図は、ｖｃがゼロより大きい場合における
ヒステリシス特性を示す。Ｖ。波形の頂部及び底部は増
幅器２５の上側及び下側の電圧限界によって限定されて
いる。従って、増幅器２５の利得により、比較的に緩や
かな■１遷移が鋭いＶ、遷移に変化する。

若し■、が初めにり。、、であれば、ｒ）はｌであり（
スイッチ２３は閉じている）、Ｇ）ｌ□はＧ４□ｃＩ−
Ｇ　、２Ｄに等しい。■１はＶ　ｃ（Ｇｘｚｃ　”　Ｇ
Ｈ２Ｄ　）　／Ｇ□に略々等しい高い限界レベルＴＴ、
、へ上昇して、■ｏが遷移することを可能にする。その
点においてｎはゼロになる（スイッチ２３が開く）。

Ｇ１．１２はＧ。Ｃに低下する。ここで■、は、■ｏが
逆方向遷移をする前に、νｃＧ１．Ｉ□ｃ／Ｇ０に略々
等しい低い限界電圧ＶＴＨＬに低下しなければならない
。これが起る時、ｎはＩに戻る（スイッチ２３が閉じる
）。６Ｍ２はＣ，、、＋Ｃ，□０に戻る。

ヒステリシス限界値Ｖ　ＴＨＬ及び■１□１：ま、■。

が正ならば共に正であり、■、が負ならば共に負である
。■ｏの与えられた値について、ＧＭ２０を調節するこ
とにより、ＶＴＩＩＬ　と■Ｔ　ＩＩ　１１　との間○
距離を変化させることができる。その結果、ヒステリシ
ス限界値を別々に制御可能である。

部分２１の成分は部分２２の成分と同じ型式のトランジ
スタを利用するのが好ましい。回路はく通常の平面処理
技術に従って〉モノリシ、２り集積回路として製造され
る。従ってＧ４２は温度及び処理パラメータに対してＧ
、４．と同様の依存性を有するので、比Ｇ。ｚ／Ｇｓ＋
は温度及び製造条件とは殆んど無関係である。電圧ＶＣ
は、温度及び処理パラメータに関して安定であるように
、発生させるのが好ましい。その結果、温度及び製造処
理工程はＶ　ＴＨＬ及び■ア□に殆んど影なを与えない
。

若し成分２４が差１ｚｓ　　ＩｚＡの逆を利用するなら
ば、すなわちＶＹがＩＩＩ　　ＩＩＡ＋（Ｉｚａ　　１
ｚＡ）に比例して変化するならば、同様の基本的ヒステ
リシス特性が生じる。唯一の変化は■１□、及びＶ　Ｔ
ＨＨの符号の逆転である。希望するときは、■。

の符号を変えることによってこれを補償することができ
る。差１＋ａ　　ＩＩＩの逆を利用することについても
同様のことが言える。

■、を発生させる前に、成分２４は＋１＞ＩＩＡと１＋
ｍとの差に無次元の係数Ｆｌを乗じ、（２）Ｉ’ｚａと
Ｉ２１との差に他の無次元の係数Ｆ２を乗じることがで
きる。この場合、Ｆ７は線形結合Ｆ＋（１＋ｍ−１＋ａ
）　−Ｆｚ　（Ｉｔｓ　　Ｉｚａ）に殆んど比例して変
化する。方程式ｔｌ）は Ｖ　ｔｕ＝　（Ｆ　ｚ／　Ｆ　＋）　Ｖ　ｃＧｎｔ／　
ＧＭＩ　　　　（２）と変形される。上記の理由により
、各係数Ｆ　ｌ、Ｆ２は正又は負であることができる。

適当な設計選択により、温度及び処理方法に対する殆ん
ど同一の依存性をＦ＋　、Ｆｚに持たせることができる
。

その結果として生じるヒステリシスはまた温度及び処理
方法に関して安定である。

更に、■、がＩＩＡ％Ｉｌｌ、Ｉｚａｓｌｚｍの一般的
線型結合に比例して変化するならばヒステリシスが生じ
る。しかし、そのような−船釣結合は通常は、温度及び
処理方法に対する安定性をもたらさない。

第５図は第３図の回路の相補的ＦＥＴ実施例を示す。第
５図に示したＦＥＴは全て強化製造した（ｅｎｈａｎｃ
ｅ＋＋＋ｅｎｔ−ｓａｄｅ）絶縁ゲートＦＥＴである。

ｐチャネルＦＥＴは、そのチャネルから出ている矢によ
り示されている。その逆がＮチャネルＦＥＴに当てはま
る。

第３図の増幅器ＡＩＡ％Ａｌｌ、Ａ２＾、Ａ４１１はそ
れぞれ第５図の部分２１．２２における同一人力Ｆ　Ｅ
ＴＱＩＡ、　Ｑｔａ−ＱｚＡ、　Ｑ、から成っている。

各電流源Ｓ＋　、Ｓ２ｃ　、　Ｓ２ｏは、そのゲートで
基準電圧■、を受取る対応するＦＥＴ　　Ｇ３、Ｑ　４
　ｃ、Ｇ４．をである。ＦＥＴ　　Ｇ３、Ｑ４ｃ　−Ｇ
４゜のソースは供給高電圧ＶＨＩ（のソースに接続され
ている。

スイッチ２３は、差動構成された１対の同一のＦＥＴ　
　Ｇ５、Ｇ６から成うている。ＦＥＴＧ５はＱ　４　ｏ
のドレインとＦＥＴ　　Ｑ２Ａ、、Ｑ２Ｂのソースとの
間にダイオードとして接続されている。ＦＥＴ　　Ｇ６
は第３図の点Ｇに対応する低供給電圧ＶＬＬのソースと
Ｑ　４　ｏのドレインとの間に接続されている。

算術成分２４は通常の電流ミラー回路として構成された
同一のＦＥＴ　　Ｇ７、Ｇ８から成っており、そのゲー
トは相互に接続されるとともにＧ７のドレインに接続さ
れている。ＩＩＡと１２１１とはＧ７のドレイン、成分
２４（７）Ｎ算入力において合計される。Ｉｔいと１１
！ｌとはＧ８のドレイン、成分２４の加算入力において
合計され、ここでＹ　Ｖ　ｖが生成される。成分２４は
Ｇ７とＧ８とを流れる合計された電流に作用して、Ｆ７
を［ＺＡ＋Ｉｌ！１−（１２１＋１ｌＡ）に殆んど比例
するように変化させる。必要な値の電圧■アは、ＦＥＴ
　　Ｇ８、Ｑ２Ａに内部抵抗があることの結果として発
生する。

増幅器２５はインバータとして構成された相補的ＦＥＴ
　　Ｑ９、ＱＩＯから成っている。■アはＦＥＴ　　Ｑ
９のゲートに供給され、そのドレインは、■ア値の逆数
の■。をＧ６のゲートに供給する。ＦＥＴ　　ＱＩＯは
ＦＥＴ　　Ｑ９に対して負荷として作用する。

Ｆ７がＬｏ−からＨｉｇｈへ遷移するとき、Ｆ０はＬｏ
ｗになる。これにより、ＦＥＴ　　Ｇ６は強烈にオンに
転換し、相互に接続されたＦＥＴ　　Ｇ５、Ｑ６のソー
スにおける電圧を低下させてＦＥＴＱ５をオフにする。

スイッチ２３は開＜＊Ｉｍ！ＤはＶｔｔ供給源へ転換さ
れてＧＭｔを減少させる。この逆の現象は、後に■、が
Ｌｏｗになる時に起る。

その結果として■。値が高くなってＦＥＴ　　Ｑ６をオ
フにし、ＦＥＴ　　Ｑ５がオンになりＣＳＺを高める。

第５図の電圧■、は、ＶＬＬ及びＶ１４Ｎ供給源の間に
直列に接続された抵抗ＨＲ，、Ｒｚ　、Ｒａｔから成る
分圧器２６の中央の抵抗器の両端間にかけられる。それ
故、■、は抵抗比の（ｖＨ，、のＶ　ＬＬ）倍に等しい
。温度及び処理パラメータの変化に伴なう抵抗器Ｒ１−
Ｒ３の変化は、抵抗比では殆んど相殺される。その結果
、電源供給電圧ＶＩＩＨＶＬＬが実質的に一定である限
り、ＶＣは温度及び処理とは殆んど無関係である。

入力電圧への依存性を無視すると、第５図における部分
２１又は２２等の差動増幅器についての相互コンダクタ
ンスは、供給電流と入力ＦＥＴの幅対長さ比（Ｗ／Ｌ）
との積の平方根の定数倍に略々等しい。（Ｗ／Ｌ）ｒが
ＦＥＴ　　ＱＩＡ及びＱ　１　ｍについてのＷ／Ｌであ
り、（ｗ／Ｌ）２がＦＥＴ　　Ｑ２Ａ及びＱ　２　ｍに
ついてのＷ／Ｌであるとすると、方程式＋１）を適用す
ればＶｒ、ｔ　’ＥＶｃ（Ｉｓｚｃ／Ｉｓ＋）（Ｗ／Ｌ
）ｚ／（Ｗ／Ｌ）＋　　　　（３）ＶＴＩＩＨｚＶｃ（
Ｉｓｔｃ＋ｌ５ｚｂ）／Ｉｓυ（Ｗ／Ｌ）　ｚ／　（Ｗ
／Ｌ）　、＋４１１−＋、　ｌ５ｚｃ　Ｘｌ５ｚｏ　、
　　（Ｗ／Ｌ）　＋、（Ｗ／Ｌ）ｚはプロセス及び温度
と共に変化する。これらの依存性は、方程式（３）及び
（４）の電流及び幅対長さとの比においては相殺されて
、Ｖ　ＴＨＬ及びＶｔ□を温度及びプロセスに対して殆
んど無関係なものとする。

ＶＨＮ及びＶＬＬは第５図の実施例ではそれぞれ５ボル
ト及び０ボルトであることが好ましい。■。

は■。より０．５〜１．０ボルト低い。抵抗器Ｒ２はｌ
ＫΩ、抵抗器Ｒ，、Ｒ，は各々５にΩである。

（Ｗ／Ｌ）＋及び（Ｗ／Ｌ）ｚは４０である。Ｑ３のＷ
／Ｌは２０である。ＦＥＴ　　Ｑ４．及びＱ　４　。

は各々７．５のＷ／Ｌを有する。ＦＥＴ　　Ｑ５、Ｑ６
についてのＷ／Ｌは１２５である。

好適な実施例について本発明を記述したが、この記述は
例示を目的としているだけであって、特許請求の範囲の
欄に記載した本発明の範囲を限定するものではない。例
えば、若しヒステリシスを動的に調節することが望まし
ければ、制御電圧を可変とすることができる。制御電圧
を受取る差動部分を具体化するために消耗モードＦＥＴ
を利用すれば、たった２個の抵抗器から成る分圧器かそ
のＦＥＴに給電することができる。米国特許第３．６６
８，５３８号に記載されているもの等のスルーレート改
善技術を利用して、ヒステリシスとは無関係に各差動部
分における供給電流を調整することができる。従って、
当業者は、特許請求の範囲の欄の記載によって画定され
る本発明の真の範囲及び精神から逸脱せずに様々な修正
、応用、変更を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のヒステリシス・スイッチング回路のブロ
ック図である。 第２ａ〜２０図は第１図の回路のヒステリシス特性を表
わすグラフである。 第３図は本発明による、ヒステリシスを伴ってスイッチ
ングする回路のブロック回路図である。 第４ａ、４ｂ図は第３図の回路のヒステリシス特性を示
すグラフである。 第５図は第３図の回路の好適な実施例の回路図である。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. （１）差動入力電圧を増幅して、その差が入力電圧を表
   わす１対の回路電流を生成する第１差動手段と；差動制
   御電圧を増幅して、その差が制御電圧を表わす１対の回
   路電流を生成する第２差動手段と；その大きさが制御電
   圧に依存するヒステリシスを伴って、入力電圧の関数と
   して、回路電流に応答して回路を１対の状態間を遷移さ
   せる手段とから成る回路であって； 前記の遷移させる手段は（１）第１手段の回路電流間の
   差と、（２）第２手段の回路電流間の差との線型結合に
   殆んど比例して変化する値の成分信号を生成する算術成
   分と； 成分信号の遷移と殆んど同時に回路の遷移に応答して第
   ２手段の相互コンダクタンスを調節することによりヒス
   テリシスを作るフィードバック手段とから成ることを特
   徴とする回路。
2. （２）ヒステリシスは（１）入力が高い限界値より高く
   なるときに回路がその一方の状態から他方の状態へスイ
   ッチングする第１種の遷移と、（２）第１種の遷移とは
   逆に、入力電圧が高い限界値より低い限界値より低くな
   るときに起る第２種の遷移とから成っており、フィード
   バック手段は（１）回路が第１種の遷移をするときに第
   ２手段の相互コンダクタンスを減少させ、（２）回路が
   第２種の遷移をするときに第２手段の相互コンダクタン
   スを増大させることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の回路。
3. （３）各差動手段は電流源と１対の同様に構成された増
   幅器とから成っており；各増幅器は第１電流電極と、第
   ２電流電極と、同電流電極間の電流を制御するための制
   御電極とを持っており；入力電圧は第１手段の増幅器の
   制御電極に差動的に供給され；制御電圧は第２手段の増
   幅器の制御電極に差動的に供給され；各差動手段の電流
   源はその増幅器の第１電極に接続されて同増幅器から供
   給電流を提供し；各差動手段の増幅器の第２電極はそれ
   ぞれの回路電流を提供し；フィードバック手段は第２手
   段の電流源の一部分をその増幅器の第１電極から選択的
   に分離するスイッチから成っていることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項記載の回路。
4. （４）第２手段の電流源は主要部分とスイッチング可能
   部分とから成っており、スイッチはスイッチング可能部
   分と第２手段の増幅器の第１電極との間に位置すること
   を特徴とする特許請求の範囲第３項記載の回路。
5. （５）スイッチは、（１）回路が第１種の遷移をすると
   きに開き、（２）回路が第２種の遷移をするときに閉じ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の回路。
6. （６）スイッチの一部分は、回路の状態を表わす出力信
   号によって制御されることを特徴とする特許請求の範囲
   第４項記載の回路。
7. （７）前記の遷移させる手段は、成分信号を増幅して出
   力信号を生成する増幅器を含むことを特徴とする特許請
   求の範囲第６項記載の回路。
8. （８）各増幅器の電流電極間を移動する電荷担体は、そ
   の第１電極から出てその第２電極に入り、各差動手段に
   おける増幅器は、実質上同一の電界効果トランジスタで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の回路
   。
9. （９）各増幅器はソース、ドレン、及びケートを持った
   電界効果トランジスタであり、これらは、それぞれ、そ
   の増幅器の第１電極、第２電極、及び制御電極であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の回路。
10. （１０）制御電圧を提供する分圧器を特徴とする特許請
    求の範囲第５項記載の回路。
11. （１１）分圧器は直列に接続された少くとも３つの抵抗
    要素から成り、制御電圧は中央の要素の両端間に提供さ
    れることを特徴とする特許請求の範囲第１０項記載の回
    路。
12. （１２）線型結合は、（１）第１の無次元係数と、第１
    手段の回路電流間の差との積と、（２）第２の無次元係
    数と、第２手段の回路電流間の差との積と、の差である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の回路。
13. （１３）各無次元係数は実質上１であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１２項記載の回路。
14. （１４）差動入力電圧を増幅して、その差が入力電圧を
    表わす１対の回路電流を生成する第１差動手段と；差動
    制御電圧を増幅して、その差が制御電圧を表わす１対の
    回路電流を生成する第２差動手段と；制御１電圧に依存
    するヒステリシスを伴って、入力電圧の関数として、回
    路電流に応答して回路をｌ対の状態間を遷移させる手段
    とから成っており；前記の遷移させる手段は：回路電流
    の線型結合に殆んど比例して変化する値の成分信号を生
    成する算術成分と； 成分信号の遷移と殆んど同時に回路の遷移に応答して第
    ２手段の相互コンダクタンスを調節することによってヒ
    ステリシスを作るフィードバック手段とから成ることを
    特徴とする回路。