JPH0347607B2 - - Google Patents
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- JPH0347607B2 JPH0347607B2 JP19338781A JP19338781A JPH0347607B2 JP H0347607 B2 JPH0347607 B2 JP H0347607B2 JP 19338781 A JP19338781 A JP 19338781A JP 19338781 A JP19338781 A JP 19338781A JP H0347607 B2 JPH0347607 B2 JP H0347607B2
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
- H03K5/22—Circuits 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
- H03K5/24—Circuits 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
- H03K5/2409—Circuits 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 bipolar transistors
- H03K5/2418—Circuits 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 bipolar transistors with at least one differential stage
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は比較器回路に関するものである。[Detailed description of the invention] The present invention relates to comparator circuits.
差動増幅器で構成された比較器が動作する入力
電圧の範囲は、印加電圧電源の正側をVCC、負側
をVEEとすると、比較器の入力部がPNPトランジ
スタで構成されている場合、(VEE+0.2)V〜(VCC
−0.8)V程度であり、入力部がNPNトランジスタ
で構成されている場合(VEE+0.8)V〜(VCC−
0.2)V程度であつた。従つて実際の回路設計にあ
たつては、用途に応じてVEE側或いはVCC側のい
ずれの側で動作させたいかによつてPNPトラン
ジスタを用いるかNPNトランジスタを用いるか
を選択して回路が構成されていた。 The input voltage range in which a comparator composed of a differential amplifier operates is as follows: If the positive side of the applied voltage power supply is V CC and the negative side is V EE , then if the input section of the comparator is composed of a PNP transistor. , (V EE +0.2) V ~ (V CC
−0.8) V , and if the input section is composed of NPN transistors (V EE +0.8) V ~ (V CC −
0.2) It was about V. Therefore, when designing an actual circuit, you can choose whether to use a PNP transistor or an NPN transistor depending on whether you want it to operate on the V EE side or the V CC side, depending on the application. It was configured.
VEE側或いはVCC側のいずれか一方側でのみ精
度が要求される場合は、上述のようにトランジス
タのタイプを選んで回路を設計することにより、
所期の目的を達成し得る比較器回路が得られる。 If accuracy is required only on either the V EE side or the V CC side, by selecting the transistor type and designing the circuit as described above,
A comparator circuit is obtained which can achieve the intended purpose.
例えばカメラ用電子シヤツタの制御回路におい
ては、極めて入射光量の少ない薄暗い状態から十
分な光量が得られる明るい状態まで、対数圧縮等
の処置が施こされるとしても広い範囲の入射光量
に対応して電気信号を形成することが必要で、広
いダイナミツクレンジをもつ回路が要求されてい
る。 For example, the control circuit for an electronic shutter for a camera cannot handle a wide range of incident light levels, from dim conditions with very little incident light to bright conditions with sufficient light intensity, even if measures such as logarithmic compression are applied. It is necessary to form electrical signals, and circuits with a wide dynamic range are required.
しかし上記従来のPNP又はNPNトランジスタ
のいずれか一方のタイプの導電型を示すトランジ
スタを入力部に採用した比較器においては、電源
電圧のVEE側又はVCC側の一方の電圧側について
は充分満足し得る精度をもつた動作をさせること
ができても、他方の電圧に近づくと動作に支障を
きたし、実用上問題があつた。 However, in a comparator that uses a transistor that exhibits conductivity type of either PNP or NPN transistor in the input section, the voltage on either the V EE side or the V CC side of the power supply voltage is sufficiently satisfied. Even if it were possible to operate with the highest possible accuracy, if the voltage approached the other voltage, the operation would be hindered, posing a practical problem.
本発明は上記従来回路の問題点に鑑みてなされ
たもので、PNPトランジスタ及びNPNトランジ
スタの夫々の特性を活かして、広い入力電圧範囲
に対して動作し得る比較器回路を提供するもので
ある。次に実施例を挙げて本発明を詳細に説明す
る。 The present invention has been made in view of the problems of the conventional circuits described above, and it is an object of the present invention to provide a comparator circuit that can operate over a wide input voltage range by taking advantage of the respective characteristics of PNP transistors and NPN transistors. Next, the present invention will be explained in detail with reference to Examples.
図は一実施例を示す電気回路図で、正側VCC、
負側VEEとする電源電圧が印加され、非反転入力
端子と反転端子間に比較すべき入力信号が与えら
れて、比較結果が出力端子から導出される。 The figure is an electrical circuit diagram showing one embodiment, where the positive side V CC ,
A power supply voltage for negative side V EE is applied, an input signal to be compared is applied between the non-inverting input terminal and the inverting terminal, and the comparison result is derived from the output terminal.
上記非反転端子と反転端子は、夫々、NPNト
ランジスタが入力部に設けられた第1差動増幅器
1とPNPトランジスタが入力部に設けられた第
2差動増幅器2に接続され、与えられた入力信号
が共通に第1及び第2差動増幅器1,2に供給さ
れる。 The non-inverting terminal and the inverting terminal are connected to a first differential amplifier 1 having an NPN transistor in its input section and a second differential amplifier 2 having a PNP transistor in its input section, respectively, so that a given input A signal is commonly supplied to first and second differential amplifiers 1 and 2.
まず第1差動増幅器1は、非反転入力がベース
に与えられたNPNトランジスタQ1と反転入力が
ベースに与えられたNPNトランジスタQ3が設け
られ、トランジスタQ1にはPNPトランジスタQ2
が、トランジスタQ3にはPNPトランジスタQ4が
接続されている。上記トランジスタQ2はPNPト
ランジスタQ5とによつてカレントミラー回路を
構成し、トランジスタQ5によつて非反転入力に
よるトランジスタQ1のコレクタ電流の方向を変
える。尚上記両NPNトランジスタQ1,Q3のエミ
ツタは共通接続されてNPNトランジスタQ6のコ
レクタに接続されている。トランジスタQ6は
NPNトランジスタQ7との間でカレントミラー回
路を形成し、トランジスタQ7のベースコレクタ
は抵抗R1を介して正側電源VCCに接続されてい
る。 First, the first differential amplifier 1 is provided with an NPN transistor Q 1 whose base is provided with a non-inverting input, and an NPN transistor Q 3 whose base is provided with an inverting input, and the transistor Q 1 is provided with a PNP transistor Q 2 .
However, a PNP transistor Q4 is connected to the transistor Q3 . The transistor Q 2 and the PNP transistor Q 5 constitute a current mirror circuit, and the transistor Q 5 changes the direction of the collector current of the transistor Q 1 due to the non-inverting input. The emitters of both the NPN transistors Q 1 and Q 3 are commonly connected to the collector of the NPN transistor Q 6 . Transistor Q 6
A current mirror circuit is formed with the NPN transistor Q7 , and the base collector of the transistor Q7 is connected to the positive power supply VCC via the resistor R1 .
上記第1差動増幅器1のPNPトランジスタQ2
に導出された出力電流は同相とするべくトランジ
スタQ5を通した後、後述する第2差動増幅器2
に加え合され、同様に第1差動増幅器1のPNP
トランジスタQ4に導出された出力電流は、PNP
トランジスタQ13を通した後第2差動増幅器2の
もう一方の側に加え合される。 PNP transistor Q 2 of the first differential amplifier 1
The output current derived from the output current is passed through a transistor Q5 to be in phase, and then passed through a second differential amplifier 2, which will be described later.
Similarly, the PNP of the first differential amplifier 1
The output current derived into transistor Q4 is PNP
After passing through the transistor Q13 , it is added to the other side of the second differential amplifier 2.
次に第2差動増幅器2は、非反転入力がPNP
トランジスタQ11のベースに、反転入力がPNPト
ランジスタQ9のベースに与えられている。上記
トランジスタQ9のコレクタは上記トランジスタ
Q5のコレクタに接続されると共に、NPNトラン
ジスタQ8のコレクタ及びベースに接続され、更
にはNPNトランジスタQ12のベースにも接続され
ている。トランジスタQ11のコレクタは上記トラ
ンジスタQ13のコレクタに接続されると共に、ト
ランジスタQ12のコレクタ及びNPNトランジスタ
Q15のベースに接続されている。上記PNPトラン
ジスタQ9とPNPトランジスタQ11のエミツタは共
通に接続されてPNPトランジスタ10を介して
正側電源VCCに接続されている。トランジスタ
Q10はPNPトランジスタQ14、NPNトランジスタ
Q16とでカレントミラー回路を構成し、トランジ
スタQ14のコレクタは上記トランジスタQ15のコ
レクタに接続され、該接続点から出力が取り出さ
れる。尚上記トランジスタQ16のコレクタはバイ
アス用抵抗R2を介して負側電源VEEに接続されて
いる。 Next, the second differential amplifier 2 has a non-inverting input that is PNP.
At the base of transistor Q11 , an inverting input is provided at the base of PNP transistor Q9 . The collector of the above transistor Q 9 is the above transistor
It is connected to the collector of Q5 , the collector and base of NPN transistor Q8 , and further connected to the base of NPN transistor Q12 . The collector of the transistor Q 11 is connected to the collector of the transistor Q 13 , and the collector of the transistor Q 12 and the NPN transistor
Connected to the base of Q 15 . The emitters of the PNP transistor Q 9 and the PNP transistor Q 11 are connected in common and connected to the positive power supply V CC via the PNP transistor 10 . transistor
Q 10 is a PNP transistor Q 14 is an NPN transistor
Q16 constitutes a current mirror circuit, the collector of the transistor Q14 is connected to the collector of the transistor Q15 , and the output is taken out from this connection point. Note that the collector of the transistor Q16 is connected to the negative power supply VEE via a bias resistor R2 .
上記構成からなる比較器回路の動作を説明す
る。 The operation of the comparator circuit having the above configuration will be explained.
まず入力電圧が負側電源VEE寄りの(VEE+0.2)
V〜(VEE+0.8)V程度では、NPNトランジスタQ1
及びQ3がオフ状態にあり、トランジスタQ8,Q9,
Q10,Q11,Q12,Q14,Q15及びQ16と抵抗R2のみ
で構成されたPNPトランジスタ入力タイプの比
較器として動作し、入力信号に対応した出力信号
を形成する。 First, the input voltage is closer to the negative power supply V EE (V EE +0.2).
V ~ (V EE +0.8) At around V , the NPN transistor Q 1
and Q 3 are in the off state, and transistors Q 8 , Q 9 ,
It operates as a PNP transistor input type comparator consisting only of Q 10 , Q 11 , Q 12 , Q 14 , Q 15 and Q 16 and resistor R 2 and forms an output signal corresponding to the input signal.
一方入力電圧が正側電源VCC寄りの(VCC−0.8)
V〜(VCC−0.2)V程度の範囲では、PNPトランジ
スタQ9及びQ11がオフ状態にあり、このときトラ
ンジスタQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6,Q7,Q8,
Q12,Q13,Q14,Q15及びQ16と抵抗R1及びR2のみ
で構成されたNPNトランジスタ入力比較器とし
て動作する。 On the other hand, the input voltage is closer to the positive power supply V CC (V CC −0.8)
In the range of about V ~ (V CC -0.2) V , PNP transistors Q 9 and Q 11 are in the off state, and at this time transistors Q 1 , Q 2 , Q 3 , Q 4 , Q 5 , Q 6 , Q 7 , Q8 ,
It operates as an NPN transistor input comparator consisting only of Q 12 , Q 13 , Q 14 , Q 15 and Q 16 and resistors R 1 and R 2 .
更に入力電圧が上記範囲に挟まれた(VEE+
0.8)V〜(VCC−0.8)V程度の範囲では、第1差動増
幅器1の出力電流は夫々カレントミラー回路で方
向が変えられ、第2差動増幅器2の出力電流が導
出されるトランジスタQ8、トランジスタQ12の
夫々コレクレ電流に加えられ、同差動増幅器間の
出力電流の同相同士が加え合され、トランジスタ
Q10,Q14,Q15及びQ16からなる出力部を作動さ
せてトランジスタQ15のコレクタから出力信号が
取り出される。 Furthermore, if the input voltage falls within the above range (V EE +
0.8) V to (V CC -0.8) V , the direction of the output current of the first differential amplifier 1 is changed by the current mirror circuit, and the output current of the second differential amplifier 2 is derived from the transistor. Q 8 and transistor Q 12 are added to the collector currents, and the in-phase output currents of the differential amplifiers are added together, and the transistor
An output signal is taken from the collector of transistor Q 15 by activating the output section consisting of Q 10 , Q 14 , Q 15 and Q 16 .
このとき、第2差動増幅器2のトランジスタ
Q9に対してはトランジスタQ5が、トランジスタ
Q11に対してはトランジスタQ13が負荷となる。
上記トランジスタQ5及びトランジスタQ13のコレ
クタ電流値はいずれも夫々トランジスタQ2、ト
ランジスタQ4の電流値によつて制御されており、
逆相の出力を互いに能動負荷とした動作を行な
う。 At this time, the transistor of the second differential amplifier 2
For Q 9 , transistor Q 5 is
Transistor Q 13 serves as a load for Q 11 .
The collector current values of the transistor Q 5 and the transistor Q 13 are controlled by the current values of the transistor Q 2 and the transistor Q 4 , respectively.
The outputs of opposite phases act as active loads.
上述のように実施例の回路は、(VEE+0.2)V〜
(VCC−0.2)Vの範囲に亘つて比較出力信号を形成
する。 As mentioned above, the circuit of the embodiment has (V EE +0.2) V ~
(V CC −0.2) Forms a comparison output signal over a range of V.
上記実施例は第1差動増幅器1の両出力電流を
夫々第2差動増幅器に加え合せる回路を挙げて説
明したが、一方の出力電流のみをカレントミラー
回路により適宜処理して第2差動増幅器に加え合
せて回路を構成することもでき、更には、第1及
び第2の差動増幅器の各々の出力電流を互いに加
え合せて回路を構成することもできる。 The above embodiment has been described using a circuit that adds both output currents of the first differential amplifier 1 to the second differential amplifier, respectively, but only one output current is appropriately processed by a current mirror circuit and the second differential A circuit can be configured by adding the differential amplifier to an amplifier, or a circuit can be configured by adding the output currents of the first and second differential amplifiers to each other.
尚上記実施例の回路は、例えば出力端のトラン
ジスタQ15のコレクタ・ベース間にコンデンサを
挿入して位相補償することにより、入力電圧の広
い範囲に亘つて信号処理し得る演算増幅器として
動作することができる。 The circuit of the above embodiment can operate as an operational amplifier capable of signal processing over a wide range of input voltages by, for example, inserting a capacitor between the collector and base of the transistor Q15 at the output end for phase compensation. I can do it.
以上本発明によれば、PNPトランジスタ差動
増幅器とNPNトランジスタ差動増幅器の動作特
性を活かして広い範囲で動作させ得る比較器回路
を得ることができ、特にカメラ等のように比較的
低い電圧が電源として用いられる回路について大
きいダイナミツクレンジを得ることができ、すぐ
れた効果を発揮する。 As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a comparator circuit that can operate over a wide range by taking advantage of the operating characteristics of the PNP transistor differential amplifier and the NPN transistor differential amplifier, and in particular, it is possible to obtain a comparator circuit that can operate in a wide range, such as in a camera, etc. A large dynamic range can be obtained for the circuit used as a power source, and excellent effects can be achieved.
図は本発明による一実施例を示す回路図であ
る。
1:NPNトランジスタ差動増幅器、2:PNP
トランジスタ差動増幅器、Q1Q3Q6Q7Q8Q12Q15:
NPNトランジスタ、
Q2Q4Q5Q9Q10Q11Q13Q14Q16:PNPトランジスタ。
The figure is a circuit diagram showing an embodiment according to the present invention. 1: NPN transistor differential amplifier, 2: PNP
Transistor differential amplifier, Q 1 Q 3 Q 6 Q 7 Q 8 Q 12 Q 15 :
NPN transistor,
Q 2 Q 4 Q 5 Q 9 Q 10 Q 11 Q 13 Q 14 Q 16 : PNP transistor.
Claims (1)
与えられてなるPNPトランジスタで構成された
第1差動増幅器及びNPNトランジスタで構成さ
れた第2差動増幅器と、該第1及び第2差動増幅
器よりの出力電流を合成して上記入力信号の比較
結果を示す出力信号を出力する電流合成出力回路
とを設けて成ることを特徴とする比較器回路。1 A first differential amplifier configured with a PNP transistor whose non-inverting terminal and an inverting terminal are supplied with a common input signal, a second differential amplifier configured with an NPN transistor, and the first and second differential amplifiers. 1. A comparator circuit comprising: a current synthesis output circuit that synthesizes output currents from amplifiers and outputs an output signal representing a comparison result of the input signals.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19338781A JPS5894225A (en) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | Comparator circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19338781A JPS5894225A (en) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | Comparator circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5894225A JPS5894225A (en) | 1983-06-04 |
| JPH0347607B2 true JPH0347607B2 (en) | 1991-07-19 |
Family
ID=16307082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19338781A Granted JPS5894225A (en) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | Comparator circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5894225A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69320326T2 (en) * | 1993-05-07 | 1998-12-24 | Sgs-Thomson Microelectronics S.R.L., Agrate Brianza, Mailand/Milano | Comparator operating with a low supply voltage and having a hysteresis |
-
1981
- 1981-11-30 JP JP19338781A patent/JPS5894225A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5894225A (en) | 1983-06-04 |
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