JPH061888B2 - シユミツト回路 - Google Patents

シユミツト回路

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JPH061888B2
JPH061888B2 JP60276860A JP27686085A JPH061888B2 JP H061888 B2 JPH061888 B2 JP H061888B2 JP 60276860 A JP60276860 A JP 60276860A JP 27686085 A JP27686085 A JP 27686085A JP H061888 B2 JPH061888 B2 JP H061888B2
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input terminal
mos transistor
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正治 安保
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はMOSトランジスタを用いたシュミット回路に
関する。
[従来の技術] 従来のシュミット回路を第9図に示す。従来のしきい電
圧の精度の良いシュミット回路は入力信号と共に抵抗分
割により得られる基準電圧V,Vが与えられる2個
の比較回路11,12とこれらの比較回路の出力を入力
とし整形された波形を出力するRSフリップフロップ回
路13から構成される。
[発明が解決しようとする問題点] 第9図に示したシュミット回路は、アナログで構成され
る比較回路を2個も使用していることから消費電力量が
大きいうえにチップ面積も大きくなる。
上記欠点を考慮して比較回路を1個にした第10図のよ
うなシュミット回路が考えられる。この回路では基準電
圧発生回路16と比較回路14の間に基準電圧V,V
を切替えるスイッチ回路15を設ける。比較回路14
は入力信号とスイッチ回路15により接続される一方の
基準電圧とが入力され、シュミット回路の出力信号とス
イッチ回路の制御信号を出力する。
第10図のシュミット回路により消費電力量とチップ面
積が大きくなるという問題点が解決されるが、基準電圧
発生回路16にスイッチ回路15が直接接続されるため
に、配線上に発生する寄生容量およびスイッチトランジ
スタのミラー容量がスイッチング時に充放電を起こしノ
イズを発生させる。多数のシュミット回路を共用する場
合、このノイズは他のシュミット回路のしきい電圧に影
響して誤動作を起す場合がある。
[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本発明では、第1電源に接
続される定電流源回路と、第1基準電圧と第2基準電圧
を発生する基準電圧発生回路と、第2電源に接続され、
第1入力端子と第2入力端子と一つの出力端子を備え、
前記第1入力端子への入力信号と前記第2入力端子への
入力信号とを前記出力端子から差動出力させる比較回路
と、前記定電流源回路と前記比較回路の第1入力端子の
間に設けられ入力信号がゲートに印加される第1MOS
トランジスタと、前記定電流源回路と前記比較回路の第
2入力端子の間に設けられ前記第1基準電圧がゲートに
印加される第2MOSトランジスタと、前記定電流源回
路と前記比較回路の第2入力端子の間に前記第2MOS
トランジスタと並列に設けられ前記第2基準電圧がゲー
トに印加される第3MOSトランジスタと、前記第3M
OSトランジスタと前記比較回路の第2入力端子との間
に設けられ、前記比較回路の出力端子から供給される出
力信号により前記第2MOSトランジスタを通る信号あ
るいは前記第3MOSトランジスタを通る信号のいずれ
か一方が前記比較回路の第2入力端子に入力されるよう
に制御するスイッチ回路とを具備するシュミット回路を
提供している。
[作用] 以上のように構成されたシュミット回路では、入力信号
がゲートに印加されるMOSトランジスタと、スイッチ
回路により比較回路に接続され一方の基準電圧がゲート
に印加されるMOSトランジスタとが差動回路として働
く。両トランジスタからの電流は比較回路で比較され、
比較回路は出力信号とスイッチ回路の制御信号を出力す
る。入力信号が変化して比較回路の出力が反転するとス
イッチが切替わり、今度は入力信号が印加されるMOS
トランジスタと、他方の基準電圧が印加されるMOSト
ランジスタが差動回路を構成する。同様にして比較回路
に電流が入力され、シュミット回路の出力信号とスイッ
チ回路の制御信号を得る。
このようにシュミット回路のしきい値の基準となる電圧
又はVで信号を反転して波形整形された信号を出
力する。
[実施例] 以下本実施例を図面によって説明する。
第1図は本発明の一実施例の動作原理図である。図にお
いてTr1,Tr2,Tr3はいずれも同一チャネル型
MOSトランジスタでTr1のゲートには入力信号が印
加される。定電流回路1は電源VB1に接続され、Tr
1,Tr2,Tr3の共通ソースに定電流を供給する。
基準電圧発生回路2は基準電圧V,VをそれぞれT
r2,Tr3のゲートに印加する。(但し、V>V
とする。)スイッチ回路3は比較回路からの制御信号が
「H」レベルの時Tr3を比較回路4へ接続し、制御信
号が「L」レベルの時Tr2を比較回路4へ接続する。
比較回路4はTr1からの電流入力を「−」端子に、T
r2又はTr3からの電流入力を「+」端子に受け、両
者を比較して「+」端子が大きい場合に「H」レベル
を、「−」端子が大きい場合に「L」レベルを出力端子
OUTとスイッチ回路3へ出力する。
第2図に第1図の実施例の具体的回路図を示す。前記T
r1,Tr2,Tr3はPチャネルMOSトランジスタ
で構成される。前記定電流回路1は、電圧源VB1がゲ
ートに印加されるPチャネルMOSトランジスタTr4
で構成される。前記基準電圧発生回路は電源VDDとV
SSの間に設けられる抵抗で構成され、この抵抗を分割
して基準電圧V,Vを得ている。前記スイッチ回路
3は端子6に接続され、並列に接続されるPチャネルM
OSトランジスタTr5とNャネルMOSトランジスタ
Tr6と、Tr5のゲートとTr6のゲートの間に設け
られるインバータからなるトランスファゲートにより構
成され、共通に接続されるTr5のドレインとTr6の
ソースは端子5とともに端子8に接続される。前記比較
回路4は端子8に接続され「+」端子となるドレインと
ゲートが接続されるPチャネルMOSトランジスタTr
8とゲートがTr8のドレインに接続されるPチャネル
MOSトランジスタTr9とからなるカレントミラー回
路と、端子7に接続され「−」入力端子となるドレイン
とゲートが接続されるPチャネルMOSトランジスタT
r7とゲートがTr7のドレインに接続されるPチャネ
ルMOSトランジスタTr10とからなるカレントミラ
ー回路と、ドレインがTr9のドレインに接続されその
ドレインにゲートが接続されソースが電源に接続される
NャネルMOSトランジスタTr11と、ドレインがT
r10のドレインに接続されゲートがTr11のドレイ
ンに接続されソースが電源に接続されるNャネルMOS
トランジスタTr12とからなるカレントミラー回路と
で構成される。この比較回路4は「+」端子入力電流に
比較してTr12を流れる電流と、「−」端子入力電流
に比例してTr10を流れる電流とが出力端子に流れ込
む際に引張り合い、「+」端子入力電流が「−」端子入
力電流より大きい場合「H」レベルを、「−」端子入力
電流の方が大きい場合「L」レベルを出力する。
次に動作について説明する。ここでは、基準電圧V
の差が大きい場合について説明する。
入力信号がVDDからVSSに変化する場合(但しV
DD>VSS)初期状態として入力端子INにVDD
加わる時Tr1はOFFしており比較回路の「−」端子
には電流が流れない。一方比較回路の「+」端子にはT
r2あるいはTr3を通して電流が流れ、比較回路4は
出力端子OUTとスイッチ回路3に「H」レベルを出力
する。スイッチ回路3に「H」レベルが入るとTr5,
Tr6はONしてTr3が「+」端子に接続される。こ
の実施例は基準電圧VとVの差が大きいことを設定
したが、これはTr2とTr3が共通なソースとドレイ
ンをもっておりVに対しVが大幅に小さいとそれだ
けTr3は充分ONし、反対にTr2はOFFしてしま
いあたかもTr3のみが接続されているように働く。従
ってTr1とTr3とが差動回路として働くことにな
る。入力信号が減少してV以下になると比較回路の
「−」端子入力電流が「+」端子入力電流により大きく
なり比較回路が反転し、出力端子OUTは「L」レベル
となるスイッチ回路のTr5とTr6はOFFしてTr
2側を比較回路へ接続する。従ってTr1とTr2とが
差動回路として働くことになる。入力信号が更に減少し
てVSSになっても「−」端子入力電流は「+」端子入
力電流より大きいのでこの状態は保持される。
次に入力信号がVSSからVDDに変化する場合につい
て説明する。入力端子INにVSSHが加わっている時
は出力端子OUTに「L」レベルが加わり、Tr1が比
較回路の「−」端子に、Tr2が「+」端子に接続され
ている。入力信号が増加してV以上になると比較回路
の「+」端子の入力電流は「−」端子の入力電流より大
きくなる。そうすると比較回路の出力は「L」レベルか
ら「H」レベルに変化して出力端子OUTには「H」レ
ベルが加わりスイッチ回路のTr5とTr6はONして
Tr3が比較回路の「+」端子に接続される。従ってT
r1とTr3の差動回路が働くことになり、入力信号が
更に増加してVDDになってもこの状態は保持される。
以上のように高レベル入力しきい値をV、低レベル入
力しきい値をVとする高精度シュミット回路が構成で
きる。従来の第10図に示す回路における比較回路は上
記した実施例の比較回路に定電流源とトランジスタ2個
からなる差動回路とを含んで構成される。従って本発明
は第10図の回路と同数程度の素子数で基準電圧発生回
路1個を共用する場合において発生するノイズの影響を
受けにくいシュミット回路が提供できる。
以下他の実施例について説明する。
第3図、第4図、第5図にスイツチ回路の実施例を示
す。第3図は2組の並列に接続されるPチャネル、Nチ
ャネルMOSトランジスタTr13とTr14、Tr1
5とTr16と、Tr13Tr16の共通ゲートとTr
14Tr15の共通ゲートの間に設けられるインバータ
とからなり、Tr13のソースとTr14のドレインが
共通接続され端子5へ、Tr15のソースとTr16の
ドレインが共通接続され端子6へ接続されている。一方
Tr13のドレインとTr14のソースとTr15のド
レインとTr16のソースは共通に端子8へ接続され
る。動作は制御信号が「H」レベルの時、Tr13とT
r14はOFFし、Tr15とTr16はONしてTr
3側が接続され、制御信号が「L」レベルの時Tr13
とTr14はONし、Tr14とTr15はOFFする
のでTr2側が接続される。第4図と第5図に示すスイ
ッチ回路はそれぞれPチャネルMOSトランジスタを取
除いた構成である。NチャネルMOSトランジスタのソ
ース電圧をVSSに近い範囲で動作させる場合Pチャネ
ルMOSトランジスタを接続しなくとも十分なスイッチ
動作が得られる。
第6図、第7図、第8図に比較回路の他の実施例を示
す。第6図は第2図の実施例で説明した比較回路の出力
部にインバータを付加したものである。出力端子OUT
に接続される配線が長い場合やゲート容量が大きい場合
など大きな負荷がかかるとき、第2図の比較回路では遅
延が起り電流駆動力が低下する。そこで第6図の比較回
路は出力部に入力容量の小さいインバータを付加してシ
ュミット回路の出力にかかる負荷が大きい場合の電流駆
動力を上げることができる。また、第7図の比較回路は
カレントミラー回路と増幅回路からなっており、ドレイ
ンが端子7に接続されるNチャネルMOSトランジスタ
Tr17とドレインが端子8とゲートに接続されるNチ
ャネルMOSトランジスタTr18はそれぞれのゲート
が共通に接続されカレントミラー回路を構成し、ゲート
が端子7に接続されるNチャネルMOSトランジスタT
r19とゲートに電源VB2が印加されるPチャネルM
OSトランジスタTr20は直列接続され、ソース接地
増幅回路を構成している。「+」端子8の入力電源はT
r17とTr18のカレントミラー回路によりTr19
のゲートをVSS側に引張る。一方「−」端子7の入力
電流はTr19のゲートをVDD側に引張る。「−」端
子7の入力電流が「+」端子8の入力電流より大きい場
合、Tr19はゲート電圧が高くなりONして「L」レ
ベルを出力する。逆に「+」端子8の入力電流が「−」
端子7の入力電流より大きい場合、Tr19のゲート電
圧は低くなりOFFして「H」レベルを出力する。第8
図は第6図と同様に第7図の比較回路の出力部にインバ
ータを負荷し、電流入力の接続を逆にして電流駆動力を
上げることができる。第7図、第8図のような電流比較
回路は第2図で用いた比較回路よりスピードが劣るが簡
単に構成することができる。
次にシュミット回路の他の実施例として第1図において
MOSトランジスタと比較回路の接続を逆にした場合に
ついて説明する。すなわちTr1を比較回路の「+」端
子8に接続し、Tr2またはTr3を切替える信号を比
較回路の「−」端子7に電気的に接続し、スイッチ回路
の制御信号をインバータなどで反転して入力するか、T
r2及びTr3のドレインとスイッチ回路の入力の接続
を逆にするように構成する。以上のような回路は第1図
の回路と同様な動作で第1図の回路の出力と逆位相の出
力を得る。
なお、本発明は上記実施例のスイッチ回路及び電流比較
回路は、それぞれ組合せて構成することができる。ま
た、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、P
チャネル(またはNチャネル)MOSトランジスタをN
チャネル(またはPチャネル)MOSトランジスタで構
成しても同様の効果が得られる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば多数シュミット回
路を1個の基準電圧発生回路で共通して正確な動作が得
られるとともに、小チップ面積で消費電力量の少ない高
精度シュミット回路が提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の動作原理図、第2図は本発明の一実施
例の構成図、第3図と第4図と第5図は本発明スイッチ
回路部の他の実施例、第6図と第7図と第8図は本発明
比較回路部の他の実施例、第9図と第10図は従来例の
構成図である。 1……定電流源回路 2……基準電圧発生回路 3……スイッチ回路、4……比較回路 5〜10……端子 Tr1〜Tr20……MOSトランジスタ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1電源に接続される定電流源回路と、 第1基準電圧と第2基準電圧を発生する基準電圧発生回
    路と、 第2電源に接続され、第1入力端子と第2入力端子と一
    つの出力端子を備え、前記第1入力端子への入力信号と
    前記第2入力端子への入力信号とを電流により比較し、
    前記出力端子から差動出力させる比較回路と、 前記定電流源回路と前記比較回路の第1入力端子の間に
    設けられた入力信号がゲートに印加される第1MOSト
    ランジスタと、 前記定電流源回路と前記比較回路の第2入力端子に接続
    された、前記第1基準電圧がゲートに印加される第2M
    OSトランジスタと、 前記定電流源回路に接続された、前記第2基準電圧がゲ
    ートに印加される第3MOSトランジスタと、 前記比較回路の第2入力端子、出力端子、及び前記第3
    MOSトランジスタに接続されて、 前記定電流源回路より前記第3MOSトランジスタを通
    して流れる電流の前記比較回路の第2入力端子への電流
    路を構成し、且つ前記比較回路の出力端子から供給され
    る出力信号に対応して前記電流路を開閉するスイッチ回
    路とを具備するシュミット回路。
  2. 【請求項2】第1電源に接続される定電流源回路と、 第1基準電圧と第2基準電圧を発生する基準電圧発生回
    路と、 第2電源に接続され、第1入力端子と第2入力端子と一
    つの出力端子を備え、前記第1入力端子への入力信号と
    前記第2入力端子への入力信号とを電流により比較し、
    前記出力端子から差動出力させる比較回路と、 前記定電流源回路と前記比較回路の第1入力端子の間に
    設けられ入力信号がゲートに印加される第1MOSトラ
    ンジスタと、 前記定電流源回路と前記比較回路の第2入力端子の間に
    設けられ前記第1基準電圧がゲートに印加される第2M
    OSトランジスタと、 前記定電流源回路と前記比較回路の第2入力端子の間に
    前記第2MOSトランジスタと並列に設けられ前記第2
    基準電圧がゲートに印加される第3MOSトランジスタ
    と、 前記第2及び第3MOSトランジスタと前記比較回路の
    第2入力端子とに接続され、前記比較回路の出力端子か
    ら供給される出力信号により前記第2MOSトランジス
    タを通る信号あるいは前記第3MOSトランジスタを通
    る信号のいずれか一方が前記比較回路の第2入力端子に
    入力されるように制御するスイッチ回路とを具備するシ
    ュミット回路。
JP60276860A 1985-12-11 1985-12-11 シユミツト回路 Expired - Lifetime JPH061888B2 (ja)

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DE3722334A1 (de) * 1987-07-07 1989-02-09 Ifm Electronic Gmbh Elektronisches, beruehrungslos arbeitendes schaltgeraet
US5656957A (en) * 1995-10-19 1997-08-12 Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. Comparator circuit with hysteresis

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