JPH0222703Y2

JPH0222703Y2 -

Info

Publication number: JPH0222703Y2
Application number: JP4113281U
Authority: JP
Priority date: 1981-03-24
Filing date: 1981-03-24
Publication date: 1990-06-19
Also published as: JPS57153268U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は広い電圧範囲にわたつて安定に動作す
る電圧比較器に関するものである。

一般に、オシロスコープの遅延掃引を行う時、
水平掃引信号の開始点は普通掃引を行う時の水平
掃引信号の開始点よりも遅らせており、この遅延
掃引用水平掃引信号の開始点を決める信号を得る
ために、電圧比較器が用いられる。

第１図は従来から用いられている電圧比較器の
一例を示す回路図である。同図において、第１の
トランジスタ１および第２のトランジスタ２のエ
ミツタには該トランジスタ保護用のダイオード３
およびダイオード４のアノードがそれぞれ接続さ
れ、該ダイオード３およびダイオード４のカソー
ドは共に定電流源としての作用をする抵抗５を介
して負電源−Ｖに接続されている。そして、トラ
ンジスタ１のベースは入力端子６に接続され、コ
レクタはトンネルダイオード７のカソードおよび
出力端子８に接続されている。また、トランジス
タ２のコレクタはトンネルダイオード７のアノー
ドと正電源＋Ｖに接続され、ベースには正電源を
可変抵抗９によつて分圧する基準電圧が供給され
ている。

このように構成された従来の回路の動作は次の
通りである。入力端子１に信号が供給されていな
い時、トランジスタ２は可変抵抗９によつて設定
される基準電圧がベースに供給されているために
導通しているが、トランジスタ１は入力信号が供
給されていないために非導通となつている。ここ
で、入力端子１に鋸波信号が供給されると、トラ
ンジスタ１のベース電圧は時間とともに上昇し、
トランジスタ１のベース電圧がトランジスタ２の
ベース電圧に近づくと、トランジスタ１には電流
が流れ初める。トランジスタ１のベース電圧が更
に上昇するとトランジスタ１は急激に電流が増加
し、エミツタ電圧が上昇するためにトランジスタ
２は非導通となる。

前記トランジスタ１の電流変化はトンネルダイ
オード７によつて立上りの鋭い方形波信号に変換
されて、出力端子８に供給される。

しかしながら、この時のトランジスタ１のエミ
ツタ電圧は第２図に示すように変化をする。同図
においてVinは入力端子６に供給される鋸波信
号、V_Rは可変抵抗９によつて設定される基準電
圧、＋Ｖは正電源電圧、太線部のV_Eはベース・エ
ミツタ間電圧を考慮しない時のトランジスタ１導
通時のエミツタ電圧である。

トランジスタ１のコレクタ電圧はほぼ正電源の
＋Ｖであるため、第２図において＋ＶとV_Eとの
差はトランジスタ１のエミツタ・コレクタ間電圧
を表わしている。このため第２図の斜線部の面積
はトランジスタ１の消費電力量、即ち発熱量を表
わしており、第２図から明らかなように比較電圧
V_Rが低い程、発熱量が多くなる。したがつて、
遅延時間調節のために比較電圧を調整すると発熱
量変化が発生し、これにともないトランジスタの
ベース・エミツタ間電圧が変動し、この電圧はト
ランジスタの温度が平衡状態に達するまで安定し
ない欠点を有していた。

したがつて、本考案の目的は基準電圧の大幅な
変化に対して安定に動作する電圧比較器を提供す
るにある。

このような目的を達成するため、本考案に係る
回路は差動接続したそれぞれのトランジスタのコ
レクタと直列に電界効果トランジスタを挿入した
ものである。以下図面を用いて本考案を詳細に説
明する。

第３図は本考案に係る電圧比較器の一実施例を
示す回路図であつて、第１図と同一部分は同記号
を用いている。同図において、１０および１１は
Ｎチヤンネル形の電界効果トランジスタであつ
て、トランジスタ１のコレクタとトンネルダイオ
ード７との間および、トランジスタ２のコレクタ
と電源との間に電界効果トランジスタ１０および
１１のドレインおよびソースが接続されている。
そして、電界効果トランジスタ１０のゲートはト
ランジスタ１のベースに接続し、電界効果トラン
ジスタ１１のゲートはトランジスタ２のベースに
接続されている。なお、電界効果トランジスタ１
０および電界効果トランジスタ１１の零バイアス
ドレイン電流I_Dssはトランジスタ１およびトラン
ジスタ２を流れるコレクタ電流よりも大きいもの
を選定する。

このように構成された本考案に係る電圧比較器
の動作は次の通りである。入力端子６に鋸波信号
を供給すると、トランジスタ１のベース電圧がト
ランジスタ２のベース電圧よりも大きくなつた時
点において、トランジスタ１は急激に導通し、出
力端子８に出力信号を発生する。この場合、電界
効果トランジスタ１０の零バイアスドレイン電流
I_Dssはトランジスタ１に流れるコレクタ電流Icよ
りも大きいものを選定してあるため、電界効果ト
ランジスタ１０の特性は第４図に示すようなもの
となる。第４図は縦軸をドレイン電流Ibとして、
横軸をゲート・ソース間電圧V_Gsとして表示して
いる。そして、電界効果トランジスタ１０にはト
ランジスタ１に流れるコレクタ電流Icと同じ大き
さの電流が流れ、この電流Icを流すための電界効
果トランジスタ１０のゲート・ソース間電圧は第
４図よりV_Gs1となる。この電圧V_Gs1は一般的に１
〜２ボルト程度の低い値であるため、導通時にお
けるトランジスタ１のエミツタ・コレクタ間電圧
は前記V_Gs1の１〜２ボルトにトランジスタ１のベ
ース・エミツタ間電圧の0.7ボルト程度を加算し
た値となる。そして、トランジスタ１は定電流源
に接続されているので、コレクタ電流は一定とな
つて、トランジスタ１のエミツタ・コレクタ間電
圧も一定となる。

このため、トランジスタ１のエミツタ電圧V_E
およびコレクタ電圧Vcは第５図に示すような電
圧変化となり、斜線部がトランジスタ１の発熱量
となる。したがつて従来の方式による電圧比較器
において、第２図の斜線部で示すように、電源電
圧＋Ｖとトランジスタ１のエミツタ電圧V_Eとに
よつて囲む面積が発熱量であつたものに比べる
と、本考案による電圧比較器は極めて小さな発熱
量となる。このことにより、遅延時間を調整する
ために可変抵抗９の設定電圧を変化させても、発
生する発熱量変化はわずかであつて、トランジス
タ１のベース・エミツタ電圧を変化させることは
ない。したがつて、広い電圧範囲にわたつて安定
に動作することができる。

なお、電界効果トランジスタの導電形はトラン
ジスタ１およびトランジスタ２がNPN形の時に
はＮチヤネルを用いているがPNP形の時にはＰ
チヤネルとすれば良い。

以上説明したように、本考案に係る電圧比較器
は、差動増幅器を構成するトランジスタのコレク
タ回路に電界効果トランジスタを直列に接続し
て、トランジスタのベースと電界効果トランジス
タのゲートを共通に接続したものであるから、ト
ランジスタによる発熱が極めて小さくなり、広い
電圧範囲にわたつて安定な電圧比較が行なえる優
れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来から用いられている電圧比較器の
一例を示す回路図、第２図は第１図の回路におけ
るトランジスタ１のエミツタ電圧の変化を示すグ
ラフ、第３図は本考案に係る電圧比較器の一実施
例を示す回路図、第４図は電界効果トランジスタ
の特性を示すグラフ、第５図は第３図の回路にお
けるトランジスタ１のエミツタおよびコレクタ電
圧の変化を示すグラフである。１，２……トランジスタ、６……入力端子、８
……出力端子、９……可変抵抗、１０，１１……
電界効果トランジスタ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

第１および第２のトランジスタからなる差動増
幅器によつて構成された電圧比較器において、前
記第１のトランジスタのコレクタ回路にソースお
よびドレインを直列に接続するとともに該第１の
トランジスタのベースにゲートを接続した第１の
電界効果トランジスタを設け、前記第２のトラン
ジスタのコレクタ回路にソースおよびドレインを
直列に接続するとともに該第２のトランジスタの
ベースにゲートを接続した第２の電界効果トラン
ジスタとを設けたことを特徴とする電圧比較器。