JPH03230610A - comparator - Google Patents
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- JPH03230610A JPH03230610A JP2026464A JP2646490A JPH03230610A JP H03230610 A JPH03230610 A JP H03230610A JP 2026464 A JP2026464 A JP 2026464A JP 2646490 A JP2646490 A JP 2646490A JP H03230610 A JPH03230610 A JP H03230610A
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- transistor
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、半導体集積回路で構成された高速動作可能
な比較器に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a comparator constructed of a semiconductor integrated circuit and capable of high-speed operation.
第3図はよく知られたバイポーラ・トランジスタを用い
た比較器の回路図である。第3図において、バイポーラ
・トランジスタT1.T2はエミッタを共通にしてバイ
ポーラ・トランジスタT5のコレクタに接続されている
。負荷抵抗R1゜R2は、電源10とバイポーラ・トラ
ンジスタT1.T2との間に接続される。差動入力端子
11.12は、それぞれバイポーラ・トランジスタTI
、T2のベースに接続される。バイポーラ・トランジス
タT3.T4は、それぞれのベースが互いに他のバイポ
ーラ・トランジスタT4゜T3のコレクタに接続され、
さらに負荷抵抗RIR2に接続され、さらにエミッタが
共通にバイポーラ・トランジスタT6のコレクタに接続
される。FIG. 3 is a circuit diagram of a comparator using well-known bipolar transistors. In FIG. 3, bipolar transistor T1. T2 has its emitter in common and is connected to the collector of bipolar transistor T5. The load resistance R1°R2 is connected to the power supply 10 and the bipolar transistor T1. It is connected between T2. The differential input terminals 11, 12 are each bipolar transistor TI
, connected to the base of T2. Bipolar transistor T3. The bases of T4 are connected to the collectors of other bipolar transistors T4゜T3,
It is further connected to a load resistor RIR2, and its emitters are commonly connected to the collector of a bipolar transistor T6.
バイポーラ・トランジスタT5.T6のエミッタは共通
に電流源■1に接続され、各々のベースには相補なUS
信号が与えられる!1IIIII端子15゜16が接続
される。Bipolar transistor T5. The emitters of T6 are commonly connected to current source ■1, and the base of each is connected to a complementary US
A signal is given! 1III terminals 15°16 are connected.
以上のように構成された従来の比較器において、人力信
号は対となったバイポーラ・トランジスタT1.T2で
増幅され、出力電圧が負荷抵抗RIR2に現れる。バイ
ポーラ・トランジスタT3゜T4は、互いに正帰還とな
るように接続されているために、負荷抵抗R1,R2に
かかる電圧の大小関係を増幅保持する。さらに、バイポ
ーラ・トランジスタT5.T6は、バイポーラ・トラン
ジスタT1.T2による増幅動作とバイポーラ・トラン
ジスタT3.T4による保持動作とのいずれかの動作を
選ぶものであり、それぞれのバイポーラ・トランジスタ
T5.T6のいずれにitを流すかで制御する。In the conventional comparator configured as described above, the human input signal is transmitted through a pair of bipolar transistors T1. It is amplified by T2 and the output voltage appears at load resistor RIR2. Since the bipolar transistors T3 and T4 are connected to each other so as to provide positive feedback, they amplify and maintain the magnitude relationship between the voltages applied to the load resistors R1 and R2. Furthermore, bipolar transistor T5. T6 is a bipolar transistor T1. Amplification operation by T2 and bipolar transistor T3. The operation is selected between the holding operation by T4 and the holding operation by the respective bipolar transistors T5. It is controlled by which of T6 it is sent to.
しかしながら、上記のような構成では、比較器を構成す
るためのトランジスタ数が多く、また動作切り替えのた
めにバイポーラ・トランジスタTI、T2の経路とバイ
ポーラ・トランジスタT3.T4の経路とに電流を切り
替えるので、差動入力端子11.12にスイッチング・
ノイズがのってしまい、高精度な比較が困難であった。However, in the above configuration, the number of transistors to configure the comparator is large, and the paths of the bipolar transistors TI and T2 and the bipolar transistors T3 . Since the current is switched to the path of T4, the switching signal is connected to the differential input terminals 11 and 12.
Noise was added, making it difficult to make highly accurate comparisons.
この発明の目的は、高精度で高速でかつ構成の簡単な比
較器を提供することである。An object of the present invention is to provide a comparator with high accuracy, high speed, and simple construction.
この発明の比較器は、第1および第2のバイポーラ・ト
ランジスタのエミッタを共通に接続し、前記第1および
第2のバイポーラ・トランジスタのベースに差動入力端
子を接続し、前記第1および第2のバイポーラ・トラン
ジスタのコレクタを第1および第2のMOSトランジス
タのソースドレインを介して各々it源に接続し、前記
第1および第2のMOS トランジスタのゲートを互い
に他のMOSトランジスタのドレインに接続し、前記第
1および第2のMOSトランジスタのドレイン間を第3
のMOSトランジスタで接続している。The comparator of the present invention connects the emitters of the first and second bipolar transistors in common, connects the differential input terminal to the bases of the first and second bipolar transistors, and connects the emitters of the first and second bipolar transistors in common. The collectors of the two bipolar transistors are connected to the IT source through the sources and drains of the first and second MOS transistors, respectively, and the gates of the first and second MOS transistors are connected to the drains of the other MOS transistors. A third MOS transistor is connected between the drains of the first and second MOS transistors.
It is connected with a MOS transistor.
以上のように構成された比較器では、第1および第2の
バイポーラ・トランジスタで入力電圧を増幅し、正帰還
をかけあった第1および第2のMOSトランジスタでさ
らに増幅保持している。また、第1および第2のMOS
トランジスタのドレイン間を接続する第3のMOSトラ
ンジスタによって保持状態を解除し、新たに入力電圧を
比較する。In the comparator configured as described above, the input voltage is amplified by the first and second bipolar transistors, and the input voltage is further amplified and held by the first and second MOS transistors which apply positive feedback. In addition, the first and second MOS
The held state is released by a third MOS transistor that connects the drains of the transistors, and the input voltages are newly compared.
第1図はこの発明の第1の実施例の比較器の構成を示す
ものである。第1図において、T1およびT2は、差動
対をなすバイポーラ・トランジスタ(第1および第2の
バイポーラ・トランジスタ)であり、エミッタを共通に
して電流源■1に接続される。11および12は、差動
入力端子であり、それぞれバイポーラ・トランジスタT
1.T2のベースに接続される。PlおよびR2は、P
チャネルMO3トランジスタ(第1および第2のMOS
トランジスタ)であり、ゲートが互いに他方のMOSト
ランジスタのドレインに接続されるとともに各々のソー
ス・ドレイン間が電源10とバイポーラ・トランジスタ
TI、T2のコレクタにそれぞれ接続される。これらバ
イポーラ・トランジスタTI、T2のコレクタ間、つま
りPチャネルMO5トランジスタPI、P2のドレイン
間に、NチャネルMOSトランジスタNl(第3のMO
Sトランジスタ)のソース・ドレインが接続される。1
3は制御端子であり、NチャネルMOSトランジスタN
1のゲートに接続される。FIG. 1 shows the structure of a comparator according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, T1 and T2 are bipolar transistors (first and second bipolar transistors) forming a differential pair, and are connected to a current source 1 with their emitters in common. 11 and 12 are differential input terminals, each of which is a bipolar transistor T.
1. Connected to the base of T2. Pl and R2 are P
Channel MO3 transistor (first and second MOS
The gates of each MOS transistor are connected to the drains of the other MOS transistor, and the sources and drains of each are connected to the power supply 10 and the collectors of the bipolar transistors TI and T2, respectively. An N-channel MOS transistor Nl (third MO
The source and drain of the S transistor) are connected. 1
3 is a control terminal, which is an N-channel MOS transistor N
Connected to gate 1.
以上のように構成されたこの実施例の比較器について、
以下その動作を説明する。Regarding the comparator of this embodiment configured as above,
The operation will be explained below.
差動入力端子11の電位が差動入力端子12の電位より
も高いときにバイポーラ・トランジスタT1が導通しコ
レクタの電位を下げる。この結果、PチャネルMO3ト
ランジスタP2のゲート電位が下がるので、ソース・ド
レイン間の抵抗が小さくなり、PチャネルMO3I−ラ
ンジスタP1のゲート電位を高くする。このため、Pチ
ャネルMOSトランジスタP1のソース・ドレイン間の
抵抗が大きくなり、PチャネルMO3トランジスタP2
のゲート電位をさらに低くする。When the potential of the differential input terminal 11 is higher than the potential of the differential input terminal 12, the bipolar transistor T1 conducts and lowers the potential of the collector. As a result, the gate potential of the P-channel MO3 transistor P2 decreases, so the resistance between the source and drain decreases, and the gate potential of the P-channel MO3I-transistor P1 increases. Therefore, the resistance between the source and drain of P-channel MOS transistor P1 increases, and P-channel MOS transistor P2
further lower the gate potential.
このように、2個のPチャネルMO3トランジスタPl
、P2の間で正帰還がかかるので、ある時点での大小関
係を保持できる。また、入力電圧の差が小さいときにも
高速な比較ができる。In this way, two P-channel MO3 transistors Pl
, P2, so that the magnitude relationship at a certain point in time can be maintained. Furthermore, high-speed comparison can be performed even when the difference in input voltage is small.
一方、NチャネルMOSトランジスタN1を導通させる
ことでPチャネルMO3トランジスタPI、P2による
大小関係の保持を解除でき、新たな比較の1!備に入る
。On the other hand, by making the N-channel MOS transistor N1 conductive, the magnitude relationship held by the P-channel MO3 transistors PI and P2 can be released, and a new comparison of 1! Get ready.
この際、NチャネルMOSトランジスタNlのゲートと
ソース・ドレインの間はNチャネルMOSトランジスタ
Nlのしきい値電圧VTを大きく超えることは無く、N
チャネルMOSトランジスタNlのソース・ドレインの
電位、つまりバイポーラ・トランジスタT1.T2のコ
レクタ電位がNチャネルMOSトランジスタN1のゲー
ト電位よりしきい値電圧VT程度低いだけの電圧に保持
されるので、NチャネルMOSトランジスタNlのゲー
ト電位を適切に与えることにより、バイポーラ・トラン
ジスタT1.T2のコレクタ電位が不必要に下がりすぎ
るのを防ぐことができ、出力振幅を制御できる。At this time, the voltage between the gate and source/drain of the N-channel MOS transistor Nl does not greatly exceed the threshold voltage VT of the N-channel MOS transistor Nl;
The potential of the source and drain of the channel MOS transistor Nl, that is, the bipolar transistor T1. Since the collector potential of T2 is held at a voltage that is lower than the gate potential of N-channel MOS transistor N1 by the threshold voltage VT, by appropriately applying the gate potential of N-channel MOS transistor N1, bipolar transistors T1. It is possible to prevent the collector potential of T2 from dropping too much unnecessarily, and the output amplitude can be controlled.
さらに、バイポーラ・トランジスタT1.T2のエミッ
タ電流を断続することがないため、差動入力端子11.
12にスイッチング・ノイズがのらず、高精度な比較を
行うことができる。Furthermore, bipolar transistor T1. Since the emitter current of T2 is not interrupted, the differential input terminal 11.
No switching noise is added to 12, making it possible to perform highly accurate comparisons.
第2図はこの発明の第2の実施例の比較器の構成を示す
ものである。この実施例では、PチャネルMOSトラン
ジスタPi、P2と並列に他のPチャネルMO3トラン
ジスタP3.P4を接続し、それらのゲートに制’aT
1位を与えることで、前記実施例と同様に比較・保持の
動作を制御するようにしている。また、第2図に示すよ
うにバイポーラ・トランジスタT1.T2は、バイアス
端子14に定電圧を印加することによりゲート電位を固
定した他のNチャネルMOSトランジスタN2゜N3の
ソース・ドレインを介して、PチャネルMOSトランジ
スタP1.P2のドレインに接続することによって、コ
レクタ電位が下がりすぎるのを防いでいる。FIG. 2 shows the structure of a comparator according to a second embodiment of the invention. In this embodiment, P channel MOS transistors Pi, P2 are connected in parallel with other P channel MO3 transistors P3. Connect P4 and control those gates.
By assigning the first place, the comparison and retention operations are controlled in the same way as in the embodiment described above. Also, as shown in FIG. 2, bipolar transistor T1. T2 are connected to P-channel MOS transistors P1.T2 through the sources and drains of other N-channel MOS transistors N2. By connecting it to the drain of P2, the collector potential is prevented from dropping too much.
上記のPチャネルMO3トランジスタPIP2と並列に
接続されたPチャネルMO3トランジスタP3.P4は
、回路的に見れば、1iai。P-channel MO3 transistor P3. connected in parallel with the above-mentioned P-channel MO3 transistor PIP2. P4 is 1iai from a circuit perspective.
の入力端子を通して直列接続されていて、PチャネルM
oSトランジスタPl、P2の両ドレイン間を接続する
構成となっており、第1図の実施例におけるNチャネル
MOSトランジスタN1と同様に特許請求の範囲でいう
第3のMOSトランジスタに相当する。are connected in series through the input terminals of the P channel M
The structure is such that the drains of the oS transistors Pl and P2 are connected, and like the N-channel MOS transistor N1 in the embodiment of FIG. 1, it corresponds to the third MOS transistor in the claims.
その他の作用効果については第1図の実施例と同様であ
る。Other functions and effects are the same as those of the embodiment shown in FIG.
なお、P型とN型をすべて相補にすることでも同様の動
作が得られる。Note that the same operation can be obtained by making the P-type and N-type all complementary.
〔発明の効果〕
この発明の比較器によれば、対をなす第1および第2の
バイポーラトランジスタに各々第1および第2のMOS
トランジスタを直列接続し、第1および第2のMOSト
ランジスタのドレイン間を第3のMOSトランジスタで
接続し、第1および第2のMO3I−ランジスタを正帰
還がかかるように接続したので、トランジスタ数が少な
く、比較動作と保護動作で電流経路の切り替えが行われ
ず、スイッチングノイズがのることはなく、簡単な構成
で高精度で高速な比較を行うことができる。[Effects of the Invention] According to the comparator of the present invention, the first and second MOS transistors are connected to the first and second bipolar transistors forming a pair, respectively.
The transistors are connected in series, the third MOS transistor is connected between the drains of the first and second MOS transistors, and the first and second MO3I-transistors are connected so that positive feedback is applied, so the number of transistors can be reduced. There is no switching of the current path between the comparison operation and the protection operation, so there is no switching noise, and high-accuracy and high-speed comparison can be performed with a simple configuration.
第1図はこの発明の第1の実施例の比較器の構成を示す
回路図、第2図はこの発明の第2の実施例の比較器の構
成を示す回路図、第3図は従来の比較器の回路図である
。
11.12・・・入力端子、13・・・制御端子、Tl
。
T2・・・バイポーラ・トランジスタ、PL、P2P3
.P4・・・PチャネルMoSトランジスタ、Nl、N
2.N3・・・NチャネルMOSトランジスタ、+1・
・・電流源
第
図
第
!’=1
第
図FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of a comparator according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of the comparator according to the second embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 3 is a circuit diagram of a comparator. 11.12...Input terminal, 13...Control terminal, Tl
. T2...Bipolar transistor, PL, P2P3
.. P4...P channel MoS transistor, Nl, N
2. N3...N channel MOS transistor, +1.
...Current source diagram! '=1 Figure
Claims (1)
を共通に接続し、前記第1および第2のバイポーラ・ト
ランジスタのベースに差動入力端子をそれぞれ接続し、
前記第1および第2のバイポーラ・トランジスタのコレ
クタを第1および第2のMOSトランジスタのソース・
ドレイン間を介して各々電源に接続し、前記第1および
第2のMOSトランジスタのゲートを互いに他のMOS
トランジスタのドレインに接続し、前記第1および第2
のMOSトランジスタのドレイン間を第3のMOSトラ
ンジスタで接続したことを特徴とする比較器。emitters of first and second bipolar transistors are connected in common, differential input terminals are connected to bases of the first and second bipolar transistors, respectively;
The collectors of the first and second bipolar transistors are connected to the sources of the first and second MOS transistors.
The gates of the first and second MOS transistors are connected to the power supply through the drains thereof, and the gates of the first and second MOS transistors are connected to the other MOS transistors.
connected to the drain of the transistor, and the first and second
A comparator characterized in that the drains of the MOS transistors are connected by a third MOS transistor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2026464A JPH03230610A (en) | 1990-02-05 | 1990-02-05 | comparator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2026464A JPH03230610A (en) | 1990-02-05 | 1990-02-05 | comparator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03230610A true JPH03230610A (en) | 1991-10-14 |
Family
ID=12194240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2026464A Pending JPH03230610A (en) | 1990-02-05 | 1990-02-05 | comparator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03230610A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05218872A (en) * | 1992-01-20 | 1993-08-27 | Nec Corp | Comparator circuit and driving method for the circuit |
| JP2012055003A (en) * | 2005-06-29 | 2012-03-15 | Toshiba Corp | Semiconductor integrated circuit device |
-
1990
- 1990-02-05 JP JP2026464A patent/JPH03230610A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05218872A (en) * | 1992-01-20 | 1993-08-27 | Nec Corp | Comparator circuit and driving method for the circuit |
| JP2012055003A (en) * | 2005-06-29 | 2012-03-15 | Toshiba Corp | Semiconductor integrated circuit device |
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