JPH0510988A - 電圧比較器 - Google Patents

電圧比較器

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Publication number
JPH0510988A
JPH0510988A JP16254591A JP16254591A JPH0510988A JP H0510988 A JPH0510988 A JP H0510988A JP 16254591 A JP16254591 A JP 16254591A JP 16254591 A JP16254591 A JP 16254591A JP H0510988 A JPH0510988 A JP H0510988A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
voltage
base
collector
emitter
Prior art date
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Pending
Application number
JP16254591A
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English (en)
Inventor
Hitoshi Ishikawa
仁 石川
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP16254591A priority Critical patent/JPH0510988A/ja
Publication of JPH0510988A publication Critical patent/JPH0510988A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 回路構成が簡単で、高速でも安定した動作が
可能な電圧比較器を得る。 【構成】 入力電圧を受ける初段の差動増幅回路2Aに
トランジスタQ1とマルチコレクタのトランジスタQ2A
を設け、トランジスタQ2Aの第2のコレクタをトランジ
スタQ1 のベースに接続し、基準電圧Vref と入力電圧
INの比較を行なった瞬間に、ヒステリシスがかかるよ
うに構成する。 【効果】 従来よりも少ない素子数で構成でき、高速で
動作させても出力にチャタリング等が発生せず、安定し
た動作となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電圧比較器に関し、
特に、入力段の差動増幅回路に、ヒステリシス機能を持
たせた電圧比較器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は従来のヒステリシス特性を持つ電
圧比較器を示す回路図である。図において、1は入力電
圧VINが印加される入力端子、2は差動増幅回路、3は
信号伝達回路及びレベルシフト回路、4はヒステリシス
回路、5は電源電圧VCCが印加される電源端子、6は出
力端子である。Q1,Q2は差動増幅回路2を構成するト
ランジスタである。トランジスタQ1のベースは抵抗R1
を介して基準電源Vref に接続され、そのコレクタは
抵抗R2 を介して電源端子5に接続され、そのエミッタ
は定電流源I1 を介して接地される。トランジスタQ2
のベースは入力端子1に接続され、そのコレクタは抵抗
3 を介して電源端子5に接続され、そのエミッタはト
ランジスタQ1 のエミッタに接続される。Q3〜Q6は信
号伝達回路及びレベルシフト回路3の信号伝達部を構成
するトランジスタ、Q7〜Q10 は信号伝達回路及びレベ
ルシフト回路3のレベルシフト部を構成すめトランジス
タである。トランジスタQ3 のベースはトランジスタQ
1のコレクタに接続され、トランジスタQ3 のコレクタ
は電源端子5に接続され、そのエミッタは抵抗R4 及び
定電流源I2 を介して接地される。トランジスタQ4
ベースはトランジスタQ2 のコレクタに接続され、トラ
ンジスタQ4 のコレクタは電源端子5に接続され、その
エミッタは抵抗R5 を介して抵抗R4 と定電流源I2
接続点に接続される。トランジスタQ5 のベースはトラ
ンジスタQ3のエミッタに接続され、トランジスタQ5
のコレクタは抵抗R6 を介して電源端子5に接続され、
そのエミッタは定電流源I3 を介して接地される。トラ
ンジスタQ6 のベースはトランジスタQ4 のエミッタに
接続され、トランジスタQ6 のコレクタは抵抗R7 を介
して電源端子5に接続され、そのエミッタはトランジス
タQ5 のエミッタに接続される。トランジスタQ7 のベ
ースはトランジスタQ5のコレクタに接続され、トラン
ジスタQ7 のコレクタは電源端子5に接続され、そのエ
ミッタは抵抗R8 を介してトランジスタQ9 のコレクタ
に接続される。トランジスタQ8 のベースはトランジス
タQ6 のコレクタに接続され、トランジスタQ8 のコレ
クタは電源端子5に接続され、そのエミッタは抵抗R9
を介してトランジスタQ10 のコレクタに接続される。
トランジスタQ9 のコレクタは自己のベースに接続さ
れ、そのエミッタは接地される。トランジスタQ10のベ
ースはトランジスタQ9 のベースと相互接続され、トラ
ンジスタQ10のエミッタは接地される。Q11は出力トラ
ンジスタであって、そのベースはトランジスタQ10のコ
レクタに接続され、そのコレクタは出力端子6に接続さ
れ、そのエミッタは接地される。Q12〜Q15はヒステリ
シス回路4を構成するトランジスタである。トランジス
タQ12のベースは抵抗R10を介してトランジスタQ8
ベースに接続され、トランジスタQ12のエミッタは電源
端子5に接続され、そのコレクタは抵抗R11を介してト
ランジスタQ13のベースに接続される。トランジスタQ
13のコレクタはトランジスタQ14のベースに接続され、
トランジスタQ13のエミッタは接地される。トランジス
タQ14のベースはトランジスタQ15のベースと相互接続
され、トランジスタQ14のコレクタは自己のベースに接
続されると共に定電流源I4 を介して電源端子5に接続
され、そのエミッタは接地される。トランジスタQ15
エミッタは接地され、そのコレクタはトランジスタQ1
のベースに接続される。
【0003】次に動作について説明する。入力端子1に
印加される入力電圧VINと基準電圧Vref がVIN>V
ref の時、トランジスタQ2 がON、トランジスタQ1
がOFFとなり、抵抗R3 にはI1×R3 なる電圧VR3
が発生し、同様に抵抗R2 の電圧はVR2=0となる。ト
ランジスタQ4 のエミッタ電圧VEQ4 は、そのベース・
エミッタ間電圧をVBEQ4とすると、
【0004】 VEQ4 = VCC − I1 × R3 − VBEQ4 (1)
【0005】トランジスタQ3 のエミッタ電圧VEQ3
は、そのベース・エミッタ間電圧をVBEQ3とすると、
【0006】 VEQ3 = VCC − VBEQ3 (2)
【0007】となるため、トランジスタQ5 のベース電
圧VBQ5 とトランジスタQ6 のベース電圧VBQ6 を比較
すると、VBQ5 >VBQ4 より、トランジスタQ5 がO
N、トランジスタQ6 がOFFとなる。この結果、抵抗
6 にはI3 ×R6 なる電圧が発生し、同様に抵抗R7
の電圧はVR7=0となる。ここで、トランジスタQ7
エミッタ電圧VEQ7 は、そのベース・エミッタ間電圧を
BEQ7とすると、
【0008】 VEQ7 = VCC − I3 × R6 − VBEQ7 (3)
【0009】となり、トランジスタQ8 のエミッタ電圧
EQ8 は、そのベース・エミッタ間電圧をVBEQ8とする
と、
【0010】 VEQ8 = VCC − VBEQ8 (4)
【0011】となり、VEQ7 <VEQ8 より、抵抗R8
9 に夫々かかる電圧VR8とVR9を比較すると、VR8
<VR9 になるため、トランジスタQ7 とQ8 の夫々エ
ミッタを流れる電流I5,I6 はI5 <I6となる。トラ
ンジスタQ9 とQ10はカレント・ミラー回路を構成する
ため、電流I6の一部はトランジスタQ11のベースに流
れ、トランジスタQ11がONし、出力端子6の出力レベ
ルは「L」となる。更に、VR7=0より、トランジスタ
12はOFF、トランジスタQ13はOFFとなり、トラ
ンジスタQ14とQ15がカレント・ミラー回路を構成して
いるため、トランジスタQ15のコレクタ電流はICQ15
4 となり、トランジスタQ1 のベース電圧VBQ1 (基
準電圧L)は、
【0012】 VBQ1 = Vref − I4 × R1 (5)
【0013】となっている。入力電圧VIN が低下し
て、VIN <VBQ1になると、トランジスタQ1 がON、
トランジスタQ2 がOFFと逆転するため、前述の動作
がすべて逆転し、出力端子6の出力レベルは「H」にな
る。同様にトランジスタQ12がON、トランジスタQ13
がONとなり、電流I4 が供給されないため、トランジ
スタQ15のコレクタ電流はICQ15=0となり、トランジ
スタQ1 のベース電圧VBQ1′(基準電圧H)は、
【0014】 VBQ1′ = Vref (6)
【0015】となる。上記(5)式と(6)式により、
4 ×R1 なる差電圧が発生し、この電圧がヒステリシ
ス電圧VHYS となる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】従来のヒステリシス特
性を持つ電圧比較器は以上のように構成されているの
で、回路を構成する素子数が多く、かつ入力電圧と基準
電圧がクロスしてからヒステリシス回路が動作するまで
に、内部回路の遅延により、入力電圧に対して出力電圧
の遅れが発生し、このため、高速動作時、出力電圧が変
動する。いわゆるチャタリングが発生したり、或いは入
力電圧と基準電圧がクロスした正確な時間がわからない
などの欠点があった。
【0017】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、少ない素子数で回路を構成でき
るとともに、高速動作でも安定した動作が可能な電圧比
較器を得ることを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】この発明に係る電圧比較
器は、ヒステリシス機能を有し、入力電圧と基準電圧を
比較する差動増幅回路と、この差動増幅回路の出力信号
を伝達する信号伝達手段とを備えたものである。
【0019】
【作用】この発明においては、入力段の差動増幅回路の
一部でヒステリシスが発生するため、非常に高速に応答
するができ、また、少ない素子数で回路を構成できる。
【0020】
【実施例】
実施例1.以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1はこの発明の一実施例を示す回路図であり、
図2と対応する部分には同一符号を付し、その説明を省
略する。本実施例の回路が図2の回路と相違する点は、
入力段にヒステリシス機能を有する差動増幅回路2Aを
設け、図2で用いられていたヒステリシス回路4を不要
にしたことである。差動増幅回路2Aはマルチコレクタ
のトランジスタQ2を有し、その第1のコレクタは上述
の如く接続し、第2のコレクタをトランジスタQ1 のベ
ースに接続する。その他の構成は差動増幅回路2と同様
である。
【0021】次に動作について説明する。入力端子1に
印加される入力電圧VINと基準電圧Vref がVIN>V
ref の時、トランジスタQ2AがON、トランジスタQ1
がOFFとなり、抵抗R3 にはI1×R3 なる電圧VR3
が発生し、同様に抵抗R2 の電圧はVR2=0となる。ト
ランジスタQ4 のエミッタ電圧VEQ4 は、上記(1)式
の如くなり、トランジスタQ3 のエミッタ電圧VEQ3
は、上記(1)式の如くなる。
【0022】トランジスタQ5 のベース電圧VBQ5 とト
ランジスタQ6 のベース電圧VBQ6を比較すると、VBQ5
>VBQ4 より、トランジスタQ5 がON、トランジス
タQ6 がOFFとなる。
【0023】この結果、抵抗R6 にはI3 ×R6 なる電
圧が発生し、同様に抵抗R7 の電圧はVR7=0となる。
ここで、トランジスタQ7 のエミッタ電圧VEQ7 と、ト
ランジスタQ8 のエミッタ電圧VEQ8 は、夫々上記
(3)式、(4)式の如くなる。
【0024】VEQ7 <VEQ8 より、抵抗R8 とR9 に夫
々かかる電圧VR8とVR9を比較すると、VR8 <VR9
なるため、トランジスタQ7 とQ8 の夫々エミッタを流
れる電流I5,I6 はI5 <I6となる。トランジスタQ
9 とQ10はカレント・ミラー回路を構成するため、電流
6 の一部はトランジスタQ11のベースに流れ、トラン
ジスタQ11がONし、出力端子6の出力レベルは「L」
となる。
【0025】更に、トランジスタQ2AがONのため、ト
ランジスタQ2Aの第2のコレクタは、I1 の電流の一部
を流し、トランジスタQ2Aの2つのコレクタ比を1とす
ると、I1/2 なる電流により、抵抗R1 にはI1/2 ×R
1 なる電圧が発生し、トランジスタQ1 のベース電圧
(基準電圧L)VBQ1 は、
【0026】 VBQ1 = Vref − I1 / 2 × R1 (7)
【0027】となる。
【0028】入力電圧VIN が低下して、VIN <VBQ1
になると、トランジスタQ1 がON、トランジスタQ2A
がOFFと逆転するため、前述の動作がすべて逆転し、
出力端子6の出力レベルは「H」となる。同様に、トラ
ンジスタQ2AがOFFにより、抵抗R1 に流れる電流が
0になり、トランジスタQ1 のベース電圧(基準電圧
H)VBQ1′は、上記(6)式の如くなる。
【0029】上記(7)式と(6)式により、トランジ
スタQ1 のベースに与えられる基準電圧の差は、I1/2
×R1 なり、この電圧がヒステリシス電圧VHYS とな
る。
【0030】実施例2.なお、上記実施例では、トラン
ジスタとしてNPNトランジスタを用いたが、トランジ
スタをすべて逆導電型のものにした構成でも良い。
【0031】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ヒス
テリシス機能を有し、入力電圧と基準電圧を比較する差
動増幅回路と、この差動増幅回路の出力信号を伝達する
信号伝達手段とを備えたので、回路構成を簡単にできる
と共に、入力電圧が基準電圧とクロスし、初段のトラン
ジスタが反転した瞬間にヒステリシスがかかるため、高
速でも出力にチャタリング等が発生せず、安定した動作
が得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による電圧比較器の一実施例を示す回
路図である。
【図2】従来の電圧比較器を示す回路図である。
【符号の説明】
2A 差動増幅回路 3 信号伝達回路及びレベルシフト回路

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 ヒステリシス機能を有し、入力電圧と基
    準電圧を比較する差動増幅回路と、 この差動増幅回路の出力信号を伝達する信号伝達手段と
    を備えたことを特徴とする電圧比較器。
JP16254591A 1991-07-03 1991-07-03 電圧比較器 Pending JPH0510988A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16254591A JPH0510988A (ja) 1991-07-03 1991-07-03 電圧比較器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16254591A JPH0510988A (ja) 1991-07-03 1991-07-03 電圧比較器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0510988A true JPH0510988A (ja) 1993-01-19

Family

ID=15756637

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16254591A Pending JPH0510988A (ja) 1991-07-03 1991-07-03 電圧比較器

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JP (1) JPH0510988A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7034616B2 (en) 2003-02-12 2006-04-25 Denso Corporation Operational amplification circuit, overheat detecting circuit and comparison circuit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7034616B2 (en) 2003-02-12 2006-04-25 Denso Corporation Operational amplification circuit, overheat detecting circuit and comparison circuit

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