JPH06104706A - ウィンドウ型コンパレータ回路 - Google Patents

ウィンドウ型コンパレータ回路

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Publication number
JPH06104706A
JPH06104706A JP25304592A JP25304592A JPH06104706A JP H06104706 A JPH06104706 A JP H06104706A JP 25304592 A JP25304592 A JP 25304592A JP 25304592 A JP25304592 A JP 25304592A JP H06104706 A JPH06104706 A JP H06104706A
Authority
JP
Japan
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transistor
collector
base
output
turned
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP25304592A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuyoshi Arimura
一義 有村
Katsuya Shimizu
勝哉 清水
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Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu VLSI Ltd, Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu VLSI Ltd
Priority to JP25304592A priority Critical patent/JPH06104706A/ja
Publication of JPH06104706A publication Critical patent/JPH06104706A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は入力信号がオープン状態となった場合
には、確実に異常信号を出力可能とするウィンドウ型コ
ンパレータ回路を提供することを目的とする。 【構成】入力信号VinがPNPトランジスタTr1とNP
NトランジスタTr7のベースに入力され、トランジスタ
Tr1のコレクタはバイアス電源VEEに接続され、トラン
ジスタTr7のコレクタはVccに接続され、両トランジス
タTr1,Tr7のエミッタが互いに接続されるとともにP
NPトランジスタTr2のベースに接続され、トランジス
タTr2のベースは抵抗Rを介してGNDに接続され、ト
ランジスタTr2のエミッタは電流源Tr3に接続されると
ともに複数のダイオードDを介してGNDに接続され、
トランジスタTr2のコレクタが出力トランジスタTr4の
ベースに接続されて、トランジスタTr2のコレクタ電流
で出力トランジスタTr4がスイッチング駆動され、出力
トランジスタTr4から出力信号Vout が出力される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は一定範囲の入力電圧に
基づいてHレベルあるいはLレベルの出力信号を出力す
るウィンドウ型コンパレータ回路に関するものである。
【0002】近年の家電製品等では、装置に異常が発生
した場合には直ちにその動作を停止させて、その異常に
起因する事故を未然に防止するための安全装置が装備さ
れている。そして、人体に向けて使用する機器ではその
安全装置の動作に高い精度が要求されるため、このよう
な安全装置に使用されるコンパレータ回路を正確に動作
させることが必要となっている。
【0003】
【従来の技術】図6は従来のウィンドウ型コンパレータ
回路の一例を示す。すなわち、PNPトランジスタTr1
のベースには入力端子Ti が接続されて同入力端子Ti
に入力電圧Vinが入力され、同トランジスタTr1のコレ
クタはバイアス電圧としての電源VEEに接続されてい
る。
【0004】前記トランジスタTr1のエミッタはマルチ
コレクタ型のPNPトランジスタTr2のベースに接続さ
れ、同トランジスタTr2の第一のコレクタはそのベース
に接続され、第二のコレクタはダイオードD1及び抵抗
R1を介してグランドGNDに接続される。
【0005】前記トランジスタTr2のエミッタはマルチ
コレクタ型のPNPトランジスタTr3の第一のコレクタ
に接続され、その第一のコレクタは6個のダイオードD
2〜D7を介してグランドGNDに接続されている。
【0006】前記トランジスタTr3のエミッタは抵抗R
2を介して電源Vccに接続され、ベースにはバイアス電
流IBBが供給されて、トランジスタTr3は常時オン状態
に維持される。
【0007】前記トランジスタTr3の第二のコレクタは
NPNトランジスタTr4のコレクタ及びNPNトランジ
スタTr5のベースに接続されている。前記トランジスタ
Tr4のベースは前記ダイオードD1のアノードに接続さ
れ、エミッタはグランドGNDに接続されている。
【0008】前記トランジスタTr5のコレクタは電流源
1a及びNPNトランジスタTr6のベースに接続され、
同トランジスタTr5のエミッタはグランドGNDに接続
されている。
【0009】前記トランジスタTr6のコレクタは電源V
ccに接続され、エミッタは抵抗R3,R4を介してグラ
ンドGNDに接続されている。そして、前記抵抗R3,
R4間に出力端子To が接続され、同出力端子To から
出力信号Vout が出力される。また、前記トランジスタ
Tr6のベースは抵抗R5を介してエミッタに接続されて
いる。
【0010】上記のように構成されたコンパレータ回路
では、前記トランジスタTr4のベース・エミッタ間電圧
降下をVBE4 、トランジスタTr2のエミッタ・コレクタ
間電圧降下をVCE2 、トランジスタTr2のエミッタ・ベ
ース間電圧降下をVBE2 、トランジスタTr1のエミッタ
・ベース間電圧降下をVBE1 とすると、入力端子Tiの
グランドGNDに対する電位は、
【0011】
【数1】
【0012】となる。ここで、各トランジスタTr1,T
r2,Tr4のベース・エミッタ間電圧降下が等しいとする
と、入力端子Ti のグランドGNDに対する電位は、
【0013】
【数2】
【0014】となる。すなわち、入力信号VinがVCE−
VBEより低くなると、トランジスタTr2のベース電位は
同トランジスタTr2の第二のコレクタの電位より低くな
る。すると、トランジスタTr2がオフされるため、トラ
ンジスタTr4がオフされ、トランジスタTr3からトラン
ジスタTr5に充分なベース電流が供給される。
【0015】従って、トランジスタTr5がオンされ、こ
れにともなってトランジスタTr6がオフされ、出力信号
Vout はLレベルとなる。前記入力信号VinがVCE−V
BEを越えると、トランジスタTr2がオンされてトランジ
スタTr4がオンされる。すると、トランジスタTr5のベ
ース電流がトランジスタTr4に吸収されて同トランジス
タTr5がオフされ、これにともなってトランジスタTr6
がオンされ、出力信号Vout は抵抗R3,R4の分圧比
で設定される電圧がHレベルとして出力される。
【0016】前記ダイオードD1〜D7の順方向電圧降
下も前記ベース・エミッタ間電圧降下VBEと等しいとし
たとき、入力信号Vinがさらに上昇して4VBEを越える
と、トランジスタTr2のエミッタ電位は6VBEを越え
る。
【0017】すると、トランジスタTr3の第一のコレク
タのコレクタ電流はトランジスタTr2には流れず、ダイ
オードD2〜D7を介してグランドGNDに流れるた
め、トランジスタTr2がオフされる。そして、トランジ
スタTr4がオフされてトランジスタTr5がオンされ、ト
ランジスタTr6がオフされて出力信号Vout はLレベル
となる。
【0018】従って、図7に示すようにこのコンパレー
タ回路は入力信号VinがVCE−VBEから4VBEの範囲で
Hレベルの出力信号Vout を出力する。また、入力信号
Vinが4VBEを越えるレベルから低下する場合にも、上
記と同様にVCE−VBEから4VBEの範囲でHレベルの出
力信号Vout を出力する。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
なコンパレータ回路では、装置の断線等によって入力端
子Ti に入力信号Vinが電圧が印加されない状態、すな
わち入力オープン状態となると、トランジスタTr1,T
r2はオフされる。
【0020】すると、トランジスタTr4がオフされてト
ランジスタTr5がオンされ、トランジスタTr6がオフさ
れて出力信号Vout はLレベルとなる。従って、上記コ
ンパレータ回路のHレベルの出力信号Vout を異常信
号、Lレベルの出力信号Vout を正常信号として使用
し、Hレベルの出力信号Vout で安全装置を作動させる
ことにより異常動作を防止するようにした機器において
は、前記コンパレータ回路の入力信号Vinがオープン状
態となる異常時にも出力信号Vout が正常を意味するL
レベルとなって安全装置を作動させることができないと
いう問題点がある。
【0021】この発明の目的は、入力信号がオープン状
態となった場合には、確実に異常信号を出力可能とする
ウィンドウ型コンパレータ回路を提供することにある。
【0022】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図である。すなわち、入力信号VinがPNPトランジス
タTr1とNPNトランジスタTr7のベースに入力され、
前記トランジスタTr1のコレクタはバイアス電源VEEに
接続され、前記トランジスタTr7のコレクタは高電位側
電源Vccに接続され、前記両トランジスタTr1,Tr7の
エミッタが互いに接続されるとともにPNPトランジス
タTr2のベースに接続され、前記トランジスタTr2のベ
ースは抵抗Rを介して低電位側電源GNDに接続され、
前記トランジスタTr2のエミッタは該トランジスタTr2
にコレクタ電流を供給する電流源Tr3に接続されるとと
もに複数のダイオードDを介して低電位側電源GNDに
接続され、前記トランジスタTr2のコレクタが出力トラ
ンジスタTr4のベースに接続されて、前記トランジスタ
Tr2のコレクタ電流で前記出力トランジスタTr4がスイ
ッチング駆動され、前記出力トランジスタTr4のコレク
タから出力信号Vout が出力される。
【0023】
【作用】入力信号Vinの電圧レベルが、前記トランジス
タTr1,Tr2,Tr4,Tr7のベース・エミッタ間電圧降
下及びコレクタ・エミッタ間電圧降下と、前記トランジ
スタTr2に接続される複数のダイオードDの順方向電圧
降下とで設定される一定範囲内であれば出力トランジス
タTr4がオンされ、その一定範囲外であれば出力トラン
ジスタTr4がオフされる。
【0024】そして、入力信号Vinが入力されない入力
オープン状態となると、トランジスタTr2がオンされ
て、出力トランジスタTr4がオンされる。
【0025】
【実施例】図2はこの発明を具体化した一実施例のウィ
ンドウ型コンパレータ回路を示す。すなわち、トランジ
スタTr1〜Tr6、抵抗R1〜R4及びダイオードD1に
よる回路構成は前記従来例と同一構成である。
【0026】前記トランジスタTr3の第一のコレクタは
4個のダイオードD2〜D5を介してグランドGNDに
接続されている。前記入力信号VinはNPNトランジス
タTr7のベースにも入力され、同トランジスタTr7のコ
レクタは電源Vccに接続され、エミッタは前記トランジ
スタTr1のエミッタに接続されている。
【0027】また、トランジスタTr2のベースは抵抗R
5を介してグランドGNDに接続されている。前記コン
パレータ回路は、例えば図3に示す機器に使用される。
すなわち、機器本体2の動作状態はセンサ3で検出さ
れ、そのセンサ3の出力信号が図2に示す前記コンパレ
ータ回路4に入力信号Vinとして入力される。
【0028】そして、前記コンパレータ回路4の出力信
号Vout が安全装置5及び機器本体2に出力され、同出
力信号Vout がLレベルであれば、安全装置5は作動せ
ず、機器本体2が正常に動作される。
【0029】一方、前記出力信号Vout がHレベルとな
ると、前記安全装置5が作動して機器本体の作動が停止
される。次に、図2に示す本実施例のコンパレータ回路
の動作を説明する、入力端子Ti に対する電位は、各ト
ランジスタTr1〜Tr7のベース・エミッタ間電圧降下V
BEが等しいとすると、前記従来例と同様にVCE−VBEと
なる。
【0030】従って、入力信号VinがVCE−VBEに達す
るまではトランジスタTr2のベース電位がコレクタ電位
より低くなって同トランジスタTr2はオフされる。する
と、トランジスタTr4がオフされ、トランジスタTr5が
オンされ、トランジスタTr6がオフされて出力信号Vou
t はLレベルとなる。
【0031】入力信号VinがVCE−VBEを越えると、ト
ランジスタTr2がオンされる。すると、トランジスタT
r4がオンされ、トランジスタTr5がオフされ、トランジ
スタTr6がオンされて出力信号Vout はHレベルとな
る。このとき、トランジスタTr1はオフされる。
【0032】次いで、入力信号Vinのレベルがさらに上
昇してVCE+VBEとなると、前記トランジスタTr7がオ
ンされ、同トランジスタTr7のコレクタ電流が抵抗R5
に流れることにより、入力信号Vinの上昇にともなって
トランジスタTr2のベース電位が上昇する。
【0033】次いで、入力信号Vinがさらに上昇して4
VBEを越えると、ダイオードD2〜D5がオンされ、前
記トランジスタTr3の第一のコレクタに流れるコレクタ
電流はダイオードD2〜D5を介してグランドGNDに
流れる。
【0034】すると、トランジスタTr2,Tr4はオフさ
れ、トランジスタTr5がオンされ、トランジスタTr6が
オフされて出力信号Vout はLレベルとなる。従って、
このコンパレータ回路は入力端子Ti に入力信号Vinが
入力されている状態では、前記従来例と同様に図7に示
すように動作する。
【0035】一方、入力端子Ti がオープン状態となっ
て、入力信号Vinが同入力端子Tiに供給されない状態
となると、トランジスタTr2のベースが抵抗R5を介し
てグランドGNDに接続されているため、同トランジス
タTr2がオンされる。
【0036】すると、トランジスタTr4がオンされ、ト
ランジスタTr5がオフされてトランジスタTr6がオンさ
れ、出力信号Vout がHレベルとなる。このとき、抵抗
R5はトランジスタTr2のベースに接続されているた
め、入力信号Vinに対する入力インピーダンスに影響を
及ぼすことはない。
【0037】以上のように、このコンパレータ回路では
入力端子Ti がオープン状態となって、入力信号Vinが
同入力端子Ti に供給されない状態となると、出力信号
Vout はHレベルとなる。
【0038】従って、例えば前記センサ3とコンパレー
タ回路4との接続線の断線により、入力端子Ti がオー
プン状態となると、コンパレータ回路4はHレベルの出
力信号Vout を出力するため、安全装置5が作動して、
機器本体2の作動が停止される。
【0039】従って、コンパレータ回路の入力信号Vin
がオープン状態となる異常時には、Hレベルの出力信号
Vout を出力して安全装置5を確実に作動させることが
できる。
【0040】また、前記実施例では入力信号VinがVCE
−VBEから4VBEの範囲でHレベルの出力信号Vout を
出力するコンパレータ回路を構成したが、この出力信号
Vout を反転させて、入力信号VinがVCE−VBEから4
VBEの範囲でLレベルの出力信号Vout を出力するコン
パレータ回路を図4及び図5に示す。
【0041】すなわち、図4に示すコンパレータ回路
は、前記第一の実施例のコンパレータ回路の出力信号を
インバータ回路6で反転させて出力信号Vout として出
力している。
【0042】また、図5に示すコンパレータ回路は前記
第一の実施例のトランジスタTr5とトランジスタTr6の
間に、NPNトランジスタTr8を追加することにより出
力信号Vout を反転させている。
【0043】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明は入力信
号がオープン状態となった場合には、確実に異常信号を
出力可能とするウィンドウ型コンパレータ回路を提供す
ることができる優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】本発明の第一の実施例を示す回路図である。
【図3】第一の実施例の使用例を示すブロック図であ
る。
【図4】第二の実施例を示す回路図である。
【図5】第三の実施例を示す回路図である。
【図6】従来例を示す回路図である。
【図7】従来例の入出力特性図である。
【符号の説明】
Vin 入力信号 Vout 出力信号 Tr1 PNPトランジスタ Tr2 PNPトランジスタ Tr3 電流源 Tr4 出力トランジスタ Tr7 NPNトランジスタ Vcc 高電位側電源 VEE バイアス電源 GND 低電位側電源 R 抵抗 D ダイオード

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号(Vin)をPNPトランジスタ
    (Tr1)とNPNトランジスタ(Tr7)のベースに入力
    し、前記トランジスタ(Tr1)のコレクタはバイアス電
    源(VEE)に接続し、前記トランジスタ(Tr7)のコレ
    クタは高電位側電源(Vcc)に接続し、前記両トランジ
    スタ(Tr1,Tr7)のエミッタを互いに接続するととも
    にPNPトランジスタ(Tr2)のベースに接続し、前記
    トランジスタ(Tr2)のベースは抵抗(R)を介して低
    電位側電源(GND)に接続し、前記トランジスタ(T
    r2)のエミッタは該トランジスタ(Tr2)にコレクタ電
    流を供給する電流源(Tr3)に接続するとともに複数の
    ダイオード(D)を介して低電位側電源(GND)に接
    続し、前記トランジスタ(Tr2)のコレクタを出力トラ
    ンジスタ(Tr4)のベースに接続して、前記トランジス
    タ(Tr2)のコレクタ電流で前記出力トランジスタ(T
    r4)をスイッチング駆動し、前記出力トランジスタ(T
    r4)のコレクタから出力信号(Vout )を出力すること
    を特徴とするウィンドウ型コンパレータ回路。
JP25304592A 1992-09-22 1992-09-22 ウィンドウ型コンパレータ回路 Withdrawn JPH06104706A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020083547A1 (de) * 2018-10-22 2020-04-30 Robert Bosch Gmbh Fensterkomparator sowie handwerkzeugmaschine, elektrowerkzeug, ladegerät und/oder haushaltsgerät mit einem derartigen fensterkomparator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020083547A1 (de) * 2018-10-22 2020-04-30 Robert Bosch Gmbh Fensterkomparator sowie handwerkzeugmaschine, elektrowerkzeug, ladegerät und/oder haushaltsgerät mit einem derartigen fensterkomparator
CN113227800A (zh) * 2018-10-22 2021-08-06 罗伯特·博世有限公司 窗口比较器以及具有这种窗口比较器的手持工具机、电动工具、充电设备和/或家用器具

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Effective date: 19991130