JPH0214814B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0214814B2
JPH0214814B2 JP56115451A JP11545181A JPH0214814B2 JP H0214814 B2 JPH0214814 B2 JP H0214814B2 JP 56115451 A JP56115451 A JP 56115451A JP 11545181 A JP11545181 A JP 11545181A JP H0214814 B2 JPH0214814 B2 JP H0214814B2
Authority
JP
Japan
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voltage
transistor
inverter
circuit
output signal
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP56115451A
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English (en)
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JPS5752223A (en
Inventor
Esu Goodon Jeemuzu
Kee Rii Yon
Aaru Domitoroitsuchi Josefu
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.)
Fairchild Semiconductor Corp
Original Assignee
Fairchild Camera and Instrument Corp
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 Fairchild Camera and Instrument Corp filed Critical Fairchild Camera and Instrument Corp
Publication of JPS5752223A publication Critical patent/JPS5752223A/ja
Publication of JPH0214814B2 publication Critical patent/JPH0214814B2/ja
Granted 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
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0038Circuits for comparing several input signals and for indicating the result of this comparison, e.g. equal, different, greater, smaller (comparing pulses or pulse trains according to amplitude)

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Power Sources (AREA)
  • Techniques For Improving Reliability Of Storages (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)
  • Dram (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子回路に関するもので、特に2つの
独立的に変化する電圧の相対的な大きさを比較す
る為に使用する金属−酸化物−半導体(以下、
「MOS」と略称する)回路に関するものである。
電圧を測定したり比較したりする電子回路は公
知である。従来のこの様な回路の多くは不必要に
複雑であるとか、集積回路として製造するのに困
難であるとか種々の欠点を有していた。一方、主
電源が故障した場合に補助電源をオンさせる装置
も公知である。然しながら、従来のこの種装置は
一般に機械的スイツチかリレーを使用したもの
か、又は複雑な電子回路によるものであつた。こ
れら従来装置及び構造の多くは集積回路形状に構
成するには極めて困難であるか又は不可能であ
る。
更に、最近出現したマイクロプロセツサ及び揮
発性半導体メモリ等のその他の電子装置にとつ
て、電力供給が中断されると有用なデータや情報
が破壊されることがある。その場合には、情報を
再度入力せねばならず、それは長時間かつ高価な
操作となることもある。又、情報を再度入力する
といつても、それは必要な情報が入手可能である
場合に限られる。
本発明は以上の点に鑑みなされたものであつ
て、本発明では第1電圧と第2電圧との間の電圧
差変化を検知する回路を提供している。本発明の
1実施例としての回路においては、第1電圧と接
地電圧との間に電流検知回路を接続して前記電流
検知回路内に第1電流を流し、第2電圧と接地電
圧との間に接続すると共に前記電流検知回路に接
続して増幅器を設けて前記増幅器内に第2電流を
流し、前記第1電圧が前記第2電圧に等しい場合
には前記第2電流は前記第1電流に等しく、前記
電流検知回路に接続すると共に前記増幅器に接続
して可変インピーダンスインバータを設け、前記
可変インピーダンスは前記電流検知回路で制御さ
れ、前記可変インピーダンスインバータの出力が
前記第1電圧と前記第2電圧との間の電圧差に関
連したものとなつている。
本発明の回路は、補助電源を制御する手段を与
えることができ、又主電源が故障した場合に略々
瞬間的に補助電源をオンさせる構成を与えること
ができる。従つて、本発明回路は、主電源が故障
した場合に情報が喪失される様な揮発性メモリを
有するマイクロプロセツサにおけるバツテリー補
充電源を制御するのに有用である。更に、本発明
回路は、精確な遅れを有する再トリガー可能な単
安定回路を作る上で有用である。
第1図は、本発明回路の1実施例である。第1
図に示す如く、MOSトランジスタ11及び12
は第1電圧V1と基準電圧VSSとの間に接続されて
いる。電圧VSSは通常は接地電位であるが、その
他の電位を選択することも可能である。トランジ
スタ11はデプリシヨン型MOSトランジスタで、
ゲートはソースに接続されている。トランジスタ
12はトランジスタ11に直列接続されており、
そのドレインとゲートはトランジスタ11のゲー
トとソースとに接続されていて、トランジスタ1
2のソースは電圧VSSに接続されている。公知の
如く、トランジスタ11と12との組み合わせで
電流源を形成しており、電流IREFを接続点1から
接続点2を介して電圧VSSの接続点7を流してい
る。
第1図に示す如く、更にMOSトランジスタ1
3と14とが電圧V2と電圧VSSとの間に接続され
ている。トランジスタ14もデプリシヨン型
MOSトランジスタで、本発明の好適実施例とし
てはトランジスタ11に整合されている。即ち、
集積回路においては、トランジスタ11及び14
は、通常、実質的に同じ寸法でかつ互いに近接し
て製造する。トランジスタ14のゲートとソース
とは短絡されており、トランジスタ13のゲート
はトランジスタ12のゲートに接続されている。
トランジスタ13のソースは電圧VSSに接続され
ている。
更に第1図に示した如く、電圧V2と電圧VSS
の間にMOSトランジスタ15と16を直列に接
続しており、トランジスタ16のドレインを電圧
V2に接続し、トランジスタ15のソースを電圧
VSSに接続している。トランジスタ16のゲート
を電圧V1に接続しており、一方トランジスタ1
5のゲートをトランジスタ13のドレインに接続
すると共にトランジスタ14のソースとゲートと
に接続している。
本発明の1実施例においては、接続点4を出力
信号供給点として使用することが可能であり、又
本発明の別の実施例においては、更に2個のトラ
ンジスタを付け加えることが望ましく、例えば、
トランジスタ17と18とで接続点4からの出力
を反転させるインバータを形成すると良い。第1
図に示す如く、トランジスタ17と18とは直列
接続されており、又エンハンスメント型トランジ
スタ18のドレインは電圧V2に接続され、一方
トランジスタ17のソースは電圧VSSに接続され
ている。トランジスタ18のソース及びゲートは
短絡され、かつトランジスタ17のドレインに接
続されている。一方、トランジスタ17のゲート
は接続点4に接続されている。尚、接続点4はト
ランジスタ15のドレインに接続されると共にト
ランジスタ16のソースに接続されている。出力
信号は接続点5から取り出され、該接続点5はト
ランジスタ17のドレインに接続されると共に、
トランジスタ18のゲートとソースとに接続され
ている。
第1図に示した回路の動作に付いては第2図を
参照すると一層容易に理解される。第2図は、第
1図における接続点1乃至7での電圧と時間との
関係を示したものである。第2図において、電圧
V2とVSSとは一定であると仮定してある。即ち、
電圧V2は、例えば、バツテリー等の補助電源で
あり、電圧VSSは通常接地電圧と仮定される。第
2図に示した種々の電圧と時間との関係を示す線
には第1図の回路中で電圧を測定した接続点にお
けるのと同じ参照番号を用いている。
第1図の回路動作を説明する為に、電圧V1
電圧V2よりも高い定常電位状態にあるものとす
る。この状態は第2図においては時間t0とt1との
間に示されている。電圧V1とVSSとの電圧差に基
づきトランジスタ11及び12を介して電流が流
れ、一方電圧V2とVSSとの電圧差に基づきトラン
ジスタ13及び14を介して電流が流れる。トラ
ンジスタ11と14とは整合されており、かつ電
圧V1は電圧V2よりも大きいので、接続点2にお
ける電流は接続点3における電流よりも大きい。
電圧V1は電圧V2に比べて大きいのでトランジス
タ16をオンさせ、それによつて接続点4を略々
電圧V2とする。接続点4での電圧が上昇すると
トランジスタ17をオンさせ、その結果接続点5
を略々電圧VSSとすると共に出力は低値状態とな
る。一方、トランジスタ13のゲートを制御する
接続点2は電圧V2とは無関係に略々一定電圧に
維持されるので接続点3は低値状態にある。
次に、電圧V1が降下し始めた場合に付き考察
する。この場合は、第2図においては、時間t1
t2との間の電圧−時間関係として示されている。
このことは電圧V1と電圧VSSとの間の電圧差を供
給する電圧源が故障した場合等に発生するもので
あり、第2図では接続点1に対する下向電圧−時
間曲線として示されている。電圧V1が降下して
いくと、第1図に示した回路の状態を変化させる
予め定めた電圧レベルに到達する。この予め定め
た電圧レベルとは、トランジスタ11,12,1
3、及び14を集積回路に構成する場合に夫々の
寸法を調節することによつて電圧V1よりも高く、
又は電圧V1と同じく、又は電圧V1よりも低く設
定することが可能である。第1図に示した実施例
の場合には、電圧V1が電圧V2と等しくなると
略々同時に接続点5の出力を高値状態とすること
が望まれる。このことは、第2図に示した如くト
ランジスタ15,16,17及び18を通つての
伝播遅れを考慮に入れる為に、電圧V1が電圧V2
よりも多少大きい時点でトランジスタ11及び1
4がスイツチング動作を開始する様にこれらトラ
ンジスタ11及び14を製造することによつて達
成される。電源の故障を検知する為に本回路を使
用する好適実施例においては、伝播遅れは通常問
題となる程度ではない。この様な実施例において
は、電圧V1が電圧V2と等しい場合に接続点5の
スイツチング動作を開始させる様にトランジスタ
11,12,13及び14を整合させることが可
能である。何故ならば、電圧V1の降下時間が十
分に長いのでトランジスタ15,16,17及び
18を介しての伝播遅れは問題とはならない。電
圧V1と電圧V2とが等しい場合には、接続点2に
おける電圧は接続点3における電圧と等しくな
る。
電圧V1が電圧V2と同じ値に迄降下すると、ト
ランジスタ11と14の各々は、トランジスタ1
2及び13と同じ電圧降下を有することとなる。
電圧V1が引き続いて降下すると、トランジスタ
16の導電性が落ち接続点4での電圧も低下す
る。接続点2での電圧が低下するとトランジスタ
13はオフされ、その結果接続点3での電圧は増
加されてトランジスタ15をオンさせ、接続点4
を接地電位にさせる。接続点4が低値状態となる
とトランジスタ17がオフされ、接続点5を電圧
V2にさせる。電圧V1が電圧V2より小さい場合、
即ち時間t2とt3との間の期間においては、接続点
2は低値状態、接続点3は高値状態、接続点4は
低値状態、接続点5は高値状態に保持される。
例えば主電源が接続点1に復帰された場合の如
く、第2図に時間t4後に示した様に電圧V1が再び
上昇すると、本回路は再び接続点5から低値信号
を発生する。何故ならば、電圧V1が上昇すると、
接続点2及び接続点4の電圧はトランジスタ11
及び16がオンされるので再び高値状態とされ
る。トランジスタ11と12を流れる電流が増加
するとトランジスタ13をオンし接続点3の電圧
を接地電位に下げる。接続点3の電圧が下がると
トランジスタ15がオフされ、一方接続点4での
電圧が上がるとトランジスタ17がオンされる。
従つて、接続点5は再び低値状態に復帰する。
トランジスタ15及び16から成る増幅段の負
荷として機能するトランジスタ16のスライドイ
ンピーダンスは、ゲート電圧が電圧V1の関数と
して増加する場合にトランジスタの導通状態の変
化から生じる。電圧V1が高いことは負荷とドラ
イバーとの比が高いことを意味し、電圧V1が低
いことはドライバーと負荷との比が高いことを意
味する。電圧V1が電圧V2より大きいと、トラン
ジスタ16のインピーダンスが下がり、接続点4
を高値状態とする。一方、接続点2の電圧が上昇
すると、接続点3の電圧が下がり、トランジスタ
15をオフさせる。
第1図に示した回路の1応用例を第3図に示し
てある。第3図に示した回路の目的は、主電源の
電圧V1がバツテリー21の電圧Vbatt以下に下が
つた場合に、バツテリー21を揮発性スタンバイ
用ランダムアクセスメモリ(以下、RAMと略称
する)22に接続させることである。通常の状態
では、電圧V1は、バツテリー21の電圧よりも
2個のダイオード(ダイオード24及び25)の
電圧降下分だけ高くなつており、従つて、バツテ
リ21は細流充電されている。第1図に関し説明
した如く、接続点5は低値状態にありトランジス
タ23をオフ状態に保持する。従つて、ダイオー
ド24とトランジスタ23とでバツテリー電圧が
RAM22に印加されることを防止している。ト
ランジスタ23はエンハンスメント型でもデプリ
シヨン型でもどちらでも良い。
電圧V1を発生している電源が故障したと仮定
する。第2図に示した如く、電圧V1が電圧Vbatt
に迄下げつた時点の近傍で接続点5は高値状態と
されてトランジスタ23をオンさせ、バツテリー
21をRAM22に接続させる。
第1図に示した回路の別の適用例を第4図に示
してある。第4図に示した回路は、精確な遅れ出
力信号を供給する再トリガー可能な単安定回路と
して機能する。第4図において、トランジスタ3
3,34及び35の組み合わせは、ウイルソン
(Wilson)源51、即ちバイアス回路として機能
する。トランジスタ36,37,38,40及び
41は、ラツチとして機能する。第1図の回路
は、第4図においては第1図と同じ接続点番号を
用いて示してある。第4図には電圧V1と電圧V2
も示してある。
高パルスがスタート線に印加されたと仮定しよ
う。このパルスの立下がり端でスイツチングトラ
ンジスタ31をオフさせ時間遅れを開始させる。
このスタートパルスが高値状態にある間に、トラ
ンジスタ31はコンデンサ43を横切つての電圧
差をゼロにリセツトする。又、スタートパルスは
トランジスタ41をオンさせて、ラツチ50から
の出力OUTを電圧VSSに接続させる。従つて、信
号OUTは低値状態で、トランジスタ32はオフ
となる。スタートパルスが終了すると、ウイルソ
ン源51は接続点8の電圧を下向させ始める(第
5図参照)。トランジスタ42は接続点8の電圧
に従属する。回路10の接続点1の電圧が回路1
0の接続点6に印加される電圧V2と等しくなる
と、第1図に関し説明した様に接続点5は高値状
態となる。これによつてトランジスタ38はオン
され、接続点9を低値状態とする。接続点9が低
値状態であり、しかもスタートパルスが無い場合
には、トランジスタ40及び41はオフ状態に維
持され出力を高値状態とする。出力が高値状態に
なるとトランジスタ32をオンさせ、コンデンサ
43を横切つての電圧をリセツトし、かくリセツ
トされた電圧は次のスタートパルスがくる迄維持
される。
第5図は、第4図の回路動作を示したタイミン
グ線図である。出力電圧が電圧V2よりも小さい
間の時間である遅れの長さは、コンデンサ43の
容量を変化させることによつて調節可能であり、
又トランジスタ33,34又は35の特性を変え
ることによつても調節可能である。スタートパル
スの立ち上がり端は出力を低値状態にセツトし、
一方立ち下がり端は出力が低値状態に保持される
時間長さで表わされる遅れを開始させる。
以上、本発明の特定の実施例に付き詳細に説明
したが、本発明はこれら特定例に限定されるべき
ものではなく特許請求の範囲の記載に基づく本発
明の技術的範囲内において種々の変形が可能であ
ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明回路の1実施例を示す回路図、
第2図は第1図に示した回路の動作を示したタイ
ミング線図、第3図は第1図の回路を揮発性スタ
ンバイRAM用のバツテリ補助電源を制御する為
に使用した場合の1適用例を示す説明図、第4図
は精確な遅れを発生する為の再トリガー可能な単
安定回路を形成する為に本発明回路を適用した場
合を示す回路図、第5図は第4図に示した回路の
動作を示したタイミング線図、である。 (符号の説明)、1〜7:接続点、11〜1
7:トランジスタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 互いに独立的な第1電圧と第2電圧との間の
    電圧差の変化を検知し対応した出力信号を供給す
    る比較回路において、前記第1電圧と基準電圧と
    の間にそれらの電圧差に応じた第1電流が流れる
    電流検知回路を接続して設け、前記第2電圧と前
    記基準電圧との間に接続すると共に前記電流検知
    回路からの出力が入力され前記第1電流に関係す
    る第2電流が流れる増幅器を設け、前記第1電圧
    が入力されると共に前記増幅器からの出力が入力
    され可変インピーダンスを有する第1インバータ
    を設け、前記インバータの出力信号が前記第1電
    圧と第2電圧との間の電圧差に関係していること
    を特徴とする比較回路。 2 特許請求の範囲第1項において、前記第1イ
    ンバータに接続して第2インバータを設け、第2
    インバータの出力信号が前記第1インバータの出
    力信号に対し反転されていることを特徴とする比
    較回路。 3 特許請求の範囲第1項又は第2項において、
    前記電流検知回路が、ドレインを前記第1電圧に
    接続させた第1トランジスタと、ソースを前記基
    準電圧に接続させた第2トランジスタとを有し、
    前記第1トランジスタのソース及びゲートを前記
    第2トランジスタのドレイン及びゲートに接続さ
    せたことを特徴とする比較回路。 4 特許請求の範囲第3項において、前記増幅器
    が、ソースを前記基準電圧に接続した第3トラン
    ジスタと、ドレインを前記第2電圧に接続した第
    4トランジスタとを有し、前記第3トランジスタ
    のドレインを前記第4トランジスタのゲート及び
    ソースに接続させると共に、前記第3トランジス
    タのゲートを前記第2トランジスタのゲートに接
    続させたことを特徴とする比較回路。 5 特許請求の範囲第4項において、前記第1イ
    ンバータが、ソースを前記基準電圧に接続した第
    5トランジスタと、ドレインを前記第2電圧に接
    続した第6トランジスタとを有し、前記第5トラ
    ンジスタのドレインを前記第6トランジスタのソ
    ースに接続して第1インバータ出力信号を与え、
    前記第5トランジスタのゲートを前記第3トラン
    ジスタのドレインに接続し、前記第6トランジス
    タのゲートを前記第1電圧に接続させたことを特
    徴とする比較回路。 6 特許請求の範囲第2項において、前記第2イ
    ンバータが、ソースを前記基準電圧に接続した第
    7トランジスタと、ドレインを前記第2電圧に接
    続した第8トランジスタとを有し、前記第7トラ
    ンジスタのドレインを前記第8トランジスタのゲ
    ート及びソースに接続して前記第2インバータの
    出力信号を与え、前記第7トランジスタのゲート
    は前記第1インバータの出力信号を受けるように
    接続されていることを特徴とする比較回路。 7 特許請求の範囲第4項において、前記第1ト
    ランジスタと第4トランジスタとが整合されてい
    ることを特徴とする比較回路。 8 特許請求の範囲第7項において、前記第1ト
    ランジスタ及び第4トランジスタがデプリシヨン
    型MOSトランジスタであることを特徴とする比
    較回路。 9 互いに独立的な第1電圧と第2電圧との間の
    電圧差の変化を検知し対応した出力信号を供給す
    る比較回路において、前記第1電圧と基準電圧と
    の間にそれらの電圧差に応じた第1電流が流れる
    電流検知回路を接続して設け、前記第2電圧と前
    記基準電圧との間に接続すると共に前記電流検知
    回路からの出力が入力され前記第1電流に関係す
    る第2電流が流れる増幅器を設け、前記第1電圧
    が入力されると共に前記増幅器からの出力が入力
    され可変インピーダンスを有する第1インバータ
    を設け、前記第1インバータに接続して第2イン
    バータを設け、第2インバータの出力信号が前記
    第1インバータの出力信号に対し反転されてお
    り、前記第2インバータに接続してスイツチング
    トランジスタが設けられており、前記第2インバ
    ータからの出力信号に応答して前記スイツチング
    トランジスタが動作して前記第2電圧を所要回路
    に供給することを特徴とする比較回路。 10 特許請求の範囲第9項において、前記第1
    電圧と第2電圧との間に第1ダイオードと第2ダ
    イオードとを接続して設け、前記スイツチングト
    ランジスタを前記第2ダイオードと並列接続し且
    つ前記第2電圧と所要回路との間に接続して設け
    たことを特徴とする比較回路。 11 特許請求の範囲第10項において、前記所
    要回路は揮発性半導体メモリを有することを特徴
    とする比較回路。 12 互いに独立的な第1電圧と第2電圧との間
    の電圧差の変化を検知し対応した出力信号を供給
    する比較回路において、前記第1電圧と基準電圧
    との間にそれらの電圧差に応じた第1電流が流れ
    る電流検知回路を接続して設け、前記第2電圧と
    前記基準電圧との間に接続すると共に前記電流検
    知回路からの出力が入力され前記第1電流に関係
    する第2電流が流れる増幅器を設け、前記第1電
    圧が入力されると共に前記増幅器からの出力が入
    力され可変インピーダンスを有する第1インバー
    タを設け、前記インバータの出力信号が前記第1
    電圧と第2電圧との間の電圧差に関係しており、
    入力信号に応答して出力端子において時間遅れを
    持つた信号を供給する時間遅れ供給手段を設け、
    前記時間遅れ供給手段が、前記第1インバータの
    出力信号をラツチし且つ前記入力信号によつてリ
    セツトされるラツチ回路と、前記電流検知回路へ
    前記第1電圧を供給するコンデンサと、前記コン
    デンサを次第に放電させる為に前記第2電圧及び
    前記コンデンサに接続されているバイアス回路
    と、前記コンデンサと並列接続されており且つ前
    記ラツチ回路に応答して前記コンデンサをリセツ
    トさせる第1リセツトスイツチと、前記コンデン
    サと並列接続されており且つ前記入力信号に応答
    して前記コンデンサをリセツトさせる第2リセツ
    トスイツチとを有していることを特徴とする比較
    回路。
JP56115451A 1980-07-24 1981-07-24 Mos comparing circuit Granted JPS5752223A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/171,762 US4463270A (en) 1980-07-24 1980-07-24 MOS Comparator circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5752223A JPS5752223A (en) 1982-03-27
JPH0214814B2 true JPH0214814B2 (ja) 1990-04-10

Family

ID=22625031

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