SU1309288A1 - Multithreshold complementary-metal-oxide-semiconductor current comparator - Google Patents

Multithreshold complementary-metal-oxide-semiconductor current comparator Download PDF

Info

Publication number
SU1309288A1
SU1309288A1 SU853946717A SU3946717A SU1309288A1 SU 1309288 A1 SU1309288 A1 SU 1309288A1 SU 853946717 A SU853946717 A SU 853946717A SU 3946717 A SU3946717 A SU 3946717A SU 1309288 A1 SU1309288 A1 SU 1309288A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
current
channel mos
channel
mos transistors
source
Prior art date
Application number
SU853946717A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Ильич Ковальков
Original Assignee
Одесский Политехнический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Одесский Политехнический Институт filed Critical Одесский Политехнический Институт
Priority to SU853946717A priority Critical patent/SU1309288A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1309288A1 publication Critical patent/SU1309288A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано дл  построени  кодирующих преобразователей , а также в контрольно-измерительных блоках автоматики. Цель изобретени  - расширение диапазона измерени  при сохранении точности. Многопороговый КМОПкомпаратор тока содержит N п-канальных МОП-транзисторов 1 -... - N, дополнительный п-канальный МОП-транзистор 3, N-1 р-канальных .МОП-транзисторов 2-1...2-(N-1). генератор 4 опорного тока , источник 5 измер емого тока и токовое зеркало 6. Предложенное функциональное соединение элементов схемы, а также то, что все п-канальные МОП-транзисторы выполнены одинаковыми и имеют равные мощности рассеивани , позвол ет достичь высокой идентичности их параметров, а следовательно , высокой точности установки опорных токов. Это позвол ет выполн ть компаратор тока со значительно большим числом порогов и рас1иирить диапазон измерени  токов. I ил. С SS -о § со о со ю 00 00The invention can be used for the construction of coding transducers, as well as in the control and measuring units of automation. The purpose of the invention is to expand the measurement range while maintaining accuracy. The multi-threshold CMOS current pair contains N p-channel MOS transistors 1 -... - N, an additional n-channel MOS transistor 3, N-1 p-channel. MOS transistors 2-1 ... 2- (N-1 ). reference current generator 4, measured current source 5, and current mirror 6. The proposed functional connection of circuit elements, and the fact that all n-channel MOS transistors are identical and have equal power dissipation, allows to achieve a high identity of their parameters, and therefore, high accuracy of the reference current installation. This makes it possible to perform a current comparator with a significantly larger number of thresholds and to disperse the range of current measurements. I il. With SS - § § so about soyu 00 00

Description

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано дл  построени  кодирующих преобразователей, а также в контрольно-измерительных блоках автоматики.The invention relates to a pulse technique and can be used to construct coding transducers, as well as in the control and measurement units of automation.

Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона измерени  тока при сохранении точности за счет возможности увеличени  числа порогов.The aim of the invention is to expand the range of current measurement while maintaining accuracy due to the possibility of increasing the number of thresholds.

На чертеже представлена принципиальна  схема многопорогового КМОП-компа- ратора тока.The drawing shows a schematic diagram of a multi-threshold CMOS current comparator.

Предлагаемый компаратор тока содержит N п-канальных МОП-транзисторов 1 -1-4-1-N, стоки которых  вл ютс  выходами устройства, истоки подключены к шине нулевого потенциала, соединенной с затворами N-1 р-канальных МОП-транзисторов (N-1), включенные исток- стоками соответственно между стоками соседних п-канальных МОП-транзисторов 1 - 1Ч-1-N, а затворы всех п-канальных МОП-транзисторов 1-24--1-N соединены со стоком дополнительного п-канального МОП-транзистора 3, затвор которого соединен с затвором первого п-канального МОП-транзистора 1 - 1, а исток - с шиной нулевого потенциала, при этом сток дополнительного п-канального МОП-транзистора 3 соединен с выходом генератора 4 опорного тока, а источник 5 измер емого тока подключен к истоку первого п-канального МОП-транзистора 1 - 1 через токовое зеркало б, выполненное на р-канальных МОП- транзисторах 7 и 8.The proposed current comparator contains N p-channel MOS transistors 1 -1-4-1-N, the drains of which are outputs of the device, the sources are connected to a zero-potential bus connected to the N-1 gates of p-channel MOS transistors (N- 1), connected by sources, respectively, between the drains of neighboring n-channel MOS transistors 1-1P-1-N, and the gates of all n-channel MOS transistors 1-24-1-1 N are connected to the drain of an additional p-channel MOS transistor 3, the gate of which is connected to the gate of the first n-channel MOS transistor 1 - 1, and the source - with the bus zero potential, while the drain of the additional p-channel MOS transistor 3 is connected to the output of the reference current generator 4, and the source 5 of the measured current is connected to the source of the first n-channel MOS transistor 1 - 1 through the current mirror b, channel MOS transistors 7 and 8.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Выходной ток Ion генератора 4 опорного тока с помощью токовых зеркал, образованных дополнительным транзистором 3 и п-канальными МОП-транзисторами 1 -1 , размножаетс , образу  N одинаковых опорных токов 1ол, The output current Ion of the reference current generator 4, using current mirrors formed by the auxiliary transistor 3 and n-channel MOS transistors 1 -1, multiplies to form N identical reference currents 1ol,

1и, . Измер емый ток 1, отража сь с помощью токового зеркала 6, протекает к точке соединени  стока транзистора 1 - 1 и истока транзистора 2-1. 1i, The measured current 1, reflected by the current mirror 6, flows to the connection point of the drain of the transistor 1-1 and the source of the transistor 2-1.

При 1х О все п-канальные транзисторы 1 -1--1-N оказываютс  в режиме насыщени , и на выходах устройства устанавливаютс  низкие потенциалы, т. е. нулевые. Все р-канальные МОП-транзисторы 2--1- Ч-2-(N-1) заперты, поскольку их пороговые напр жени  значительно больше напр жений сток-исток насыщенных МОП-транзисторов 1 -14-1-N. При нарастании ток первоначально весь протекает через сток- исток МОП-транзистора 1 - 1. Но до тех пор, пока , , транзистор 1 - 1 остаетс  в насыщенном состо нии, и на выходах компаратора сохран ютс  нули. Транзистор 1 - 1 выходит из насыщени  и переходит в активную область работы, когда 1х достигает зна - чени  1|л, 1.Л. Это приводит к резкомуAt 1x O, all n-channel transistors 1 -1--1-N are in saturation mode, and low potentials, i.e., zero, are set at the device outputs. All p-channel MOS transistors 2--1-H-2- (N-1) are locked because their threshold voltages are much higher than the drain-source voltages of saturated MOS transistors 1-14-1-N. With an increase, the current initially flows through the drain of the source of the MOS transistor 1–1. But as long as,, the transistor 1–1 remains in a saturated state, and zero is left at the outputs of the comparator. Transistor 1 - 1 goes out of saturation and goes into the active area of work when 1x reaches the value 1 | l, 1.L. This leads to a sharp

нарастанию напр жени  исток-сток транзистора 1 - 1, равного напр жению затвор- исток транзистора 2-I.the rise of the source-drain of the transistor 1 - 1, equal to the gate voltage-source of the transistor 2-I.

Когда это напр жение превысит пороговые значени  напр жени  на затворе транзистора 2-1, равного нескольким вольтам, транзистор 2-1 отпираетс , открыва  путь дл  протекани  избыточного тока На первом выходе устанавливаетс  «I, т. е. высокий потенциал равный пороговому напр жению транзистора 2-1.When this voltage exceeds the threshold values of the voltage across the gate of transistor 2-1 equal to several volts, transistor 2-1 opens, opening the way for excess current to flow. The first output is set to "I, i.e. high potential equal to the threshold voltage of the transistor 2-1.

При дальнейшем нарастании I, разностный ток Ijf - Ion, -1о„ протекает через исток- сток транзистора 2-1 и сток-исток транзистора 1-2. Когда 1х достигает значени With a further increase in I, the difference current Ijf - Ion, -1o „flows through the source-drain of transistor 2-1 and the drain-source of transistor 1-2. When 1x reaches

Ьп, + I«,, на втором выходе компаратора также устанавливаетс  высокий потенциал «1, так как транзистор 1-2 выходит из режима насыщени  и отпирает транзистор 2-2. Аналогичным образом происходит отпирание следующих р-канальныхBp, + I “,, a high potential of" 1 "is also established at the second output of the comparator, since transistor 1-2 exits saturation mode and unlocks transistor 2-2. Similarly, the following p-channel unlocks

МОП-транзисторов и переход в активный режим работы п-канальных МОП-транзисторов при дальнейшем нарастании измер емого тока 1х.MOS transistors and the transition to the active mode of operation of n-channel MOS transistors with a further increase in the measured current 1x.

Таким образом, при протекании тока jThus, when current flows j

Ion 1ж-(j + 1) Ion на первом, второмIon 1g- (j + 1) Ion on the first, second

J-M выходах компаратора устанавливаетс  «i, а на остальных выходах присутствует «О. Ток L преобразуетс  в единичный унитарный код.The J-M outputs of the comparator are set to "i, and on the remaining outputs there is an" O. The current L is converted to a single unitary code.

Благодар  тому, что в предлагаемом устройстве все п-канальные МОП-транзисторы выполн ютс  одинаковыми и имеют равные мощности рассеивани , достигаетс  высока - идентичность их параметров, а следовательно , высока  точность установки опорных токов . Это позвол ет выполн ть компараторDue to the fact that in the proposed device all n-channel MOS transistors are made the same and have equal power dissipation, a high is achieved - the identity of their parameters, and consequently, the accuracy of setting the reference currents. This allows the comparator to be performed.

тока со значительно большим числом порогов и расширить диапазон измерени  тока. Кроме того, в предлагаемом устройстве за счет снижени  величин опорных токов можно повысить чувствительность компаратора,current with a significantly larger number of thresholds and expand the current measurement range. In addition, in the proposed device, by reducing the values of the reference currents, the sensitivity of the comparator can be increased,

определ емую минимальными значени миdetermined by the minimum values

токов Ion, Ion lon,,---loaw currents Ion, Ion lon ,, --- loaw

Чувствительность же известного многопорогового КМОП-компаратора тока, определ ема  разностью пороговых уровней ком- паратора „, , ограничена точностью выполнени  неодинаковых с возрастающей мощностью рассеивани  транзисторов токовых зеркал опорного тока.The sensitivity of the well-known multi-threshold CMOS current comparator, determined by the difference in threshold levels of the comparator, is limited by the accuracy with which the current mirrors of the reference current are dissipating with increasing power dissipation of the transistors of the current mirrors.

5050

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Многопороговый КМОП-ко.мпаратор тока , содержащий N п-канальных МОП-транзисторов , стоки которых  вл ютс  выходами , истоки подключены к шине нулевого по- тенциала, затворы всех п-канальных МОП- транзисторов, кроме первого, соединены со стоком дополнительного п-канального МОП- транзистора, затвор которого соединен сMultithreshold CMOS current analyzer containing N p-channel MOS transistors, whose drains are outputs, sources are connected to a zero potential bus, the gates of all n-channel MOS transistors, except for the first, are connected channel MOSFET, the gate of which is connected to 1309288.1309288. 33 затвором первого п-канального МОП-тран-включены соответственно исток-стоки р-казистора , а исток - с шиной нулевого потен-нальных транзисторов, затворы которыхthe gate of the first p-channel MOS-trans-switched on respectively the source-drains of the p-casistor, and the source - with the bus of zero potential transistors, the gates of which циала, генератор опорного тока, N-1 р-ка-подключены к шине нулевого потенциала,diala, reference current generator, N-1 p-ka-connected to the zero potential bus, нальных МОП-транзисторов, источник из-выход генератора опорного тока соединенMOSFETs, the source of the reference current generator output is connected мер емого тока и токовое зеркало, отличаю-j со стоком дополнительного п-канальногоmeasured current and current mirror, I distinguish-j with an additional p-channel drain щийс  тем, что, с целью расширени  диапа-МОП-транзистора, а выход источника иззона измерени  тока при сохранении том-мер емого тока подключен через токовоеThis is due to the fact that, in order to expand the range MOS transistor, and the output of the current-measuring source, while maintaining the measured current, is connected via a current ности, между стойками соседних п-каналь-зеркало к стоку п-канального МОП-транзисных МОП-транзисторов последовательнотора.between the racks of neighboring p-channel-mirror to the drain of the n-channel MOS transisal MOSFET transistors of the sequence.
SU853946717A 1985-08-16 1985-08-16 Multithreshold complementary-metal-oxide-semiconductor current comparator SU1309288A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853946717A SU1309288A1 (en) 1985-08-16 1985-08-16 Multithreshold complementary-metal-oxide-semiconductor current comparator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853946717A SU1309288A1 (en) 1985-08-16 1985-08-16 Multithreshold complementary-metal-oxide-semiconductor current comparator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1309288A1 true SU1309288A1 (en) 1987-05-07

Family

ID=21195048

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853946717A SU1309288A1 (en) 1985-08-16 1985-08-16 Multithreshold complementary-metal-oxide-semiconductor current comparator

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1309288A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2723672C1 (en) * 2020-03-04 2020-06-17 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) Current threshold parallel ternary comparator

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Контрольно-измерительна техника. Экспресс-информаци . 1984, № 18, с. 22-24. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2723672C1 (en) * 2020-03-04 2020-06-17 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) Current threshold parallel ternary comparator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4827207A (en) Linear load current measurement circuit
US4988902A (en) Semiconductor transmission gate with capacitance compensation
US20080088265A1 (en) Method And Arrangement For Controlling The Electricity Supply Of An Electronically Commutated Motor
WO2005119280A3 (en) Bi-directional current sensing by monitoring vs voltage in a half or full bridge circuit
JP2570523B2 (en) Current detection circuit
US10637348B1 (en) Dead-time control for half-bridge driver circuit
US5036219A (en) Precise, high speed CMOS track (sample)/hold circuits
SU1309288A1 (en) Multithreshold complementary-metal-oxide-semiconductor current comparator
US10992222B2 (en) Detection circuit and electronic device using the same
US6262618B1 (en) Shoot-through prevention circuit for motor controller integrated circuit gate driver
JPH10123184A (en) Current detection circuit
US10523196B2 (en) Electronic circuit with undervoltage lockout function
JP7073734B2 (en) Schmitt trigger inverter circuit
JP3233037B2 (en) Insulation resistance measuring device
JPH11261064A (en) Power mosfet circuit
SU1467745A1 (en) Voltage to current converter
FR2379945A1 (en) Matching circuit for logic systems - has three MOSFETs in drain-source series between supply poles
RU1687003C (en) Quartz generator
SU1450097A1 (en) High-voltage comparator
RU1803972C (en) Insulated-gate field-effect inverter
JPH07105709B2 (en) Voltage conversion circuit
GB1587028A (en) Voltage comparator
RU29379U1 (en) PEAK DETECTOR
JP2000341096A (en) Comparator with offset voltage automatic correction function
SU586554A1 (en) Sawtooth voltage generator