JPH10200345A - Comparison device - Google Patents
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- JPH10200345A JPH10200345A JP9010077A JP1007797A JPH10200345A JP H10200345 A JPH10200345 A JP H10200345A JP 9010077 A JP9010077 A JP 9010077A JP 1007797 A JP1007797 A JP 1007797A JP H10200345 A JPH10200345 A JP H10200345A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】電源電圧を下げて1.45V以下で動作し、
1.25V以下で温度依存性が小さい基準電圧を内蔵
し、ヒステリシス特性を有する比較装置を得ること。
【解決手段】カレントミラー回路の入力に接続の抵抗2
2,23からなる第1の抵抗分圧部と、第1の抵抗分圧
部の分圧出力に電流を流す第1の電流発生部21と、カ
レントミラー回路の入力に接続した第2の電流発生部2
4と、カレントミラー回路の出力に接続した抵抗32,
33からなる第2の抵抗分圧部と、第2の抵抗分圧部の
分圧出力に電流を流す第3の電流発生部31と、カレン
トミラー回路の出力に接続した第4の電流発生部34と
で構成された比較手段と、該比較手段の出力に応じて第
1の値または第2の値を出力する可変電流発生手段とか
らなり、第1及び第3の電流発生部の電流値が絶対温度
に比例し且つ電流値設定抵抗に反比例の大きさに制御さ
れるようにした。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To operate at 1.45 V or less by lowering the power supply voltage
To obtain a comparison device having a built-in reference voltage of 1.25 V or less and having small temperature dependency and having a hysteresis characteristic. A resistor connected to an input of a current mirror circuit is provided.
A first current divider 21 for flowing a current to a divided output of the first resistor voltage divider, and a second current connected to an input of a current mirror circuit. Generator 2
4, a resistor 32 connected to the output of the current mirror circuit,
33, a third current generator 31 for supplying a current to the divided output of the second resistor divider, and a fourth current generator connected to the output of the current mirror circuit. 34, and variable current generating means for outputting a first value or a second value in accordance with the output of the comparing means. The current values of the first and third current generating units Is controlled to have a magnitude proportional to the absolute temperature and inversely proportional to the current value setting resistance.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、低い電源電圧で動
作する電流または電圧の比較装置に関し、特に基準電圧
とヒステリシスの温度依存性を任意に設定することがで
きる比較装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current or voltage comparison device operating at a low power supply voltage, and more particularly to a comparison device which can arbitrarily set the temperature dependence of a reference voltage and hysteresis.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、このような比較装置としては図3
に示すようなものがあった。図3は従来の比較装置の構
成を示す回路図である。まず、図3を参照して、従来の
比較装置の構成を説明する。図3において、81は装置
入力である入力端子、1は入力端子81に接続されてい
る電圧源、82は装置出力である出力端子、9は出力端
子82に接続されている抵抗、62、63、65、6
6、68、71、72はトランジスタ、61、70は抵
抗、64、67、69は電流源であり、一つの半導体上
に形成されており、6は電源電圧源である。また、トラ
ンジスタ66、68及び72はカレントミラー回路を構
成する。2. Description of the Related Art Conventionally, such a comparison device has been disclosed in FIG.
There was something like that shown. FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional comparison device. First, a configuration of a conventional comparison device will be described with reference to FIG. 3, reference numeral 81 denotes an input terminal which is a device input, 1 denotes a voltage source connected to the input terminal 81, 82 denotes an output terminal which is a device output, 9 denotes a resistor connected to the output terminal 82, 62, 63 , 65, 6
6, 68, 71 and 72 are transistors, 61 and 70 are resistors, 64, 67 and 69 are current sources, which are formed on one semiconductor, and 6 is a power supply voltage source. The transistors 66, 68 and 72 form a current mirror circuit.
【0003】次に、図3を参照して、上記従来の比較装
置の動作を説明する。図3において、抵抗70及びダイ
オード接続されたトランジスタ71から成る直列回路に
電流源69の電流Icsとトランジスタ68のコレクタ
電流Ic68を流し込むことにより得られる基準電圧V
b63は、抵抗70の端子電圧V70とトランジスタ7
1のベース−エミッタ間電圧Vbe71のそれぞれの温
度1度あたりの電圧変化の大きさが同じで、極性が逆に
なるように設定すると、温度依存性が小さい基準電圧に
なることが良く知られている。Next, the operation of the above-mentioned conventional comparison device will be described with reference to FIG. 3, a reference voltage V obtained by flowing a current Ics of a current source 69 and a collector current Ic68 of a transistor 68 into a series circuit including a resistor 70 and a diode-connected transistor 71.
b63 is the terminal voltage V70 of the resistor 70 and the transistor 7
It is well known that if the base-emitter voltage Vbe71 is set so that the magnitude of the voltage change per one degree of temperature is the same and the polarities are reversed, the reference voltage has a small temperature dependency. I have.
【0004】電流源69を半導体集積回路で良く用いら
れている出力電流Icsが〔数1〕で表されるような特
性を持つ電流源(例えば、特開昭60−191508号
公報に開示されているような)で構成した場合、Vb6
3は〔数2〕で表される。A current source 69 having a characteristic such that an output current Ics often used in a semiconductor integrated circuit has a characteristic represented by [Equation 1] (for example, disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-191508). Vb6
3 is represented by [Equation 2].
【0005】[0005]
【数1】 (Equation 1)
【0006】[0006]
【数2】 (Equation 2)
【0007】Vbe71の温度変化率は約−2mV/d
egであることが知られていて、V70の温度変化率を
約+2mV/degになるように、抵抗70の抵抗値の
大きさを設定すると、その和である基準電圧Vb63の
温度依存性は小さくなる。いま、トランジスタ68のコ
レクタ電流Ic68をゼロと仮定した場合、Tを常温の
300°Kに設定すると、基準電圧Vb63は約1.2
5Vになる。The temperature change rate of Vbe71 is about -2 mV / d
When the magnitude of the resistance value of the resistor 70 is set so that the temperature change rate of V70 is about +2 mV / deg, the temperature dependence of the reference voltage Vb63, which is the sum thereof, is small. Become. Now, assuming that the collector current Ic68 of the transistor 68 is zero, if T is set to a normal temperature of 300 ° K, the reference voltage Vb63 becomes about 1.2
It becomes 5V.
【0008】この基準電圧Vb63は、トランジスタ6
2、63から成る差動アンプの一方の入力であるトラン
ジスタ63のベースに入力され、他方の入力であるトラ
ンジスタ62のベースは、装置入力である入力端子81
となり、装置入力である入力端子81に接続された電圧
源1の電圧V1が基準電圧Vb63と比較される。The reference voltage Vb63 is applied to the transistor 6
The base of the transistor 63 which is one input of the differential amplifier composed of the differential amplifiers 2 and 63, and the base of the transistor 62 which is the other input is connected to an input terminal 81 which is a device input.
And the voltage V1 of the voltage source 1 connected to the input terminal 81, which is the device input, is compared with the reference voltage Vb63.
【0009】V1>Vb63のとき、トランジスタ6
2、63のエミッタ電位は等しいので、トランジスタ6
2のベース−エミッタ間電圧Vbe62は、トランジス
タ63のベース−エミッタ間電圧Vbe63より大き
く、電流源64の電流のほとんどはトランジスタ62の
コレクタ電流となる。トランジスタ62のコレクタ電流
が抵抗61に流れ込むことにより、トランジスタ65の
ベース電位は下がりトランジスタ65を飽和させる。そ
のため電流源67の電流I67はトランジスタ65のコ
レクタ電流として流れ、トランジスタ66のコレクタ電
流はゼロとなる。When V1> Vb63, the transistor 6
Since the emitter potentials of the transistors 2 and 63 are equal, the transistor 6
2, the base-emitter voltage Vbe62 is larger than the base-emitter voltage Vbe63 of the transistor 63, and most of the current of the current source 64 is the collector current of the transistor 62. When the collector current of the transistor 62 flows into the resistor 61, the base potential of the transistor 65 decreases and the transistor 65 is saturated. Therefore, the current I67 of the current source 67 flows as the collector current of the transistor 65, and the collector current of the transistor 66 becomes zero.
【0010】トランジスタ66、68、72はカレント
ミラー回路を構成して、入力であるトランジスタ66の
コレクタ電流がゼロなので、出力であるトランジスタ6
8のコレクタ電流Ic68もゼロとなり、抵抗70及び
ダイオード接続されたトランジスタ71から成る直列回
路への流入電流は電流源69の電流Icsのみとなる。
このときの基準電圧Vb63をVb63LとするとVb
63Lは、〔数3〕で表される。The transistors 66, 68, and 72 form a current mirror circuit. Since the collector current of the input transistor 66 is zero, the output transistor 6
8, the collector current Ic68 also becomes zero, and the current flowing into the series circuit including the resistor 70 and the diode-connected transistor 71 is only the current Ics of the current source 69.
If the reference voltage Vb63 at this time is Vb63L, Vb
63L is represented by [Equation 3].
【0011】[0011]
【数3】 (Equation 3)
【0012】また、この時のトランジスタ72のコレク
タ電流もゼロで、抵抗9への流入電流もゼロとなり、出
力端子82の電位は低くなる。At this time, the collector current of the transistor 72 is also zero, the current flowing into the resistor 9 is also zero, and the potential of the output terminal 82 is low.
【0013】V1<Vb63のとき、トランジスタ62
のベース−エミッタ間電圧Vbe62はトランジスタ6
3のベース−エミッタ間電圧Vbe63より小さく、電
流源64の電流のほとんどはトランジスタ63のコレク
タ電流となり、抵抗61に流れ込む電流はほとんどな
く、トランジスタ65のベース電位は高く、トランジス
タ65をカットオフにする。When V1 <Vb63, the transistor 62
Of the transistor 6
3 is smaller than the base-emitter voltage Vbe63, most of the current of the current source 64 is the collector current of the transistor 63, almost no current flows into the resistor 61, the base potential of the transistor 65 is high, and the transistor 65 is cut off. .
【0014】そのため電流源67の電流I67は、カレ
ントミラーの入力であるトランジスタ66のコレクタ電
流として流れ、その出力であるトランジスタ68のコレ
クタ電流Ic68は、電流源69の電流Icsととも
に、抵抗70及びダイオード接続されたトランジスタ7
1から成る直列回路への流入電流となる。このときの基
準電圧Vb63をVb63Hとすると、Vb63Hは
〔数4〕で表される。Therefore, the current I67 of the current source 67 flows as the collector current of the transistor 66, which is the input of the current mirror, and the collector current Ic68 of the transistor 68, which is the output of the current mirror, together with the current Ics of the current source 69, the resistor 70 and the diode Connected transistor 7
1 is a current flowing into the series circuit consisting of Assuming that the reference voltage Vb63 at this time is Vb63H, Vb63H is represented by [Equation 4].
【0015】[0015]
【数4】 (Equation 4)
【0016】また、この時トランジスタ72のコレクタ
電流は、抵抗9への流入電流となり、出力端子82の電
位は高くなる。At this time, the collector current of the transistor 72 becomes a current flowing into the resistor 9, and the potential of the output terminal 82 increases.
【0017】すなわち、V1>Vb63の時にはトラン
ジスタ65は飽和し、Vb63はVb63Lとなる。V
1が低下しVb63Lを下回ると、トランジスタ65の
コレクタ電流は減少し、基準電圧はVb63LからVb
63Hへ変化させ正帰還動作をする。そのため、V1と
Vb63の差は拡大し、トランジスタ65はカットオフ
になり、出力端子82の電位を高くする。That is, when V1> Vb63, the transistor 65 is saturated, and Vb63 becomes Vb63L. V
1 falls below Vb63L, the collector current of transistor 65 decreases, and the reference voltage changes from Vb63L to Vb63V.
Change to 63H to perform positive feedback operation. Therefore, the difference between V1 and Vb63 increases, the transistor 65 is cut off, and the potential of the output terminal 82 is increased.
【0018】一方、V1<Vb63の時にはトランジス
タ65はカットオフして、Vb63はVb63Hとな
る。V1が増大しVb63Hを越えるとトランジスタ6
5のコレクタ電流は増加し、基準電圧はVb63Hから
Vb63Lへ変化して正帰還動作をする。そのため、V
1とVb63の差は反対方向に拡大し、トランジスタ6
5は飽和し、出力端子82の電位を低くする。このよう
に出力端子82の電位は高くなる状態に対してはV1≦
Vb63Lで、反対に低くなる状態に対してはV1≧V
b63Hで移行するような、ヒステリシスVhy〔数
5〕で表される電圧のヒステリシス特性を有する。On the other hand, when V1 <Vb63, the transistor 65 is cut off, and Vb63 becomes Vb63H. When V1 increases and exceeds Vb63H, transistor 6
5, the reference current changes from Vb63H to Vb63L, and a positive feedback operation is performed. Therefore, V
The difference between 1 and Vb63 expands in the opposite direction, and the transistor 6
5 saturates and lowers the potential of the output terminal 82. As described above, when the potential of the output terminal 82 becomes high, V1 ≦
When Vb63L is low, V1 ≧ V
It has a hysteresis characteristic of the voltage represented by the hysteresis Vhy [Equation 5] which shifts at b63H.
【0019】[0019]
【数5】 (Equation 5)
【0020】上記のように従来の比較装置においては、
温度依存性の小さい基準電圧Vb63Lを内蔵し、温度
依存性の小さいヒステリシスを有する比較装置を構成し
ている。As described above, in the conventional comparison device,
A comparison device having a built-in reference voltage Vb63L with small temperature dependence and having hysteresis with small temperature dependence is configured.
【0021】[0021]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図3に
示すような従来例の構成では、基準電圧Vb63Lの温
度依存性を小さくするように設定すると基準電圧Vb6
3Lは約1.25Vとなり、そこに電流を流す電流源6
9の出力トランジスタとかトランジスタ68の最小コレ
クタ−エミッタ間電圧Vce(min)に対し基準電圧
Vb63Lを加えた下記〔数6〕で表される大きさ以上
の電源電圧Vccが必要となる。However, in the configuration of the prior art as shown in FIG. 3, if the temperature dependence of the reference voltage Vb63L is set to be small, the reference voltage Vb6
3L becomes approximately 1.25 V, and a current source 6 for flowing current therethrough.
A power supply voltage Vcc equal to or larger than the following expression (6) obtained by adding the reference voltage Vb63L to the minimum collector-emitter voltage Vce (min) of the output transistor 9 or the transistor 68 is required.
【0022】[0022]
【数6】 (Equation 6)
【0023】すなわち、最小コレクタ−エミッタ間電圧
Vce(min)を約0.2Vとすると、電源電圧Vc
cの最小値は約1.45Vとなるため、電源電圧Vcc
は約1.45V以下に下げて使用することはできないと
いう第1の問題があった。That is, assuming that the minimum collector-emitter voltage Vce (min) is about 0.2 V, the power supply voltage Vc
Since the minimum value of c is about 1.45 V, the power supply voltage Vcc
Has a first problem that it cannot be used at a voltage lower than about 1.45V.
【0024】また、基準電圧Vb63Lの温度依存性を
小さくするように設定すると、Vb63Lは約1.25
Vで固定されて、これより低い電圧の設定は困難であ
り、上記〔数3〕の第2項の大きさを小さくして、温度
依存性が大きくなることを許容しながら利用しなければ
ならなくなり、基準電圧及び温度特性を個々に独立して
制御できないという第2の問題があった。If the temperature dependency of the reference voltage Vb63L is set to be small, Vb63L becomes about 1.25
Since it is fixed at V and it is difficult to set a lower voltage, it is necessary to reduce the magnitude of the second term of the above [Equation 3] and use it while allowing the temperature dependency to increase. There is a second problem that the reference voltage and the temperature characteristics cannot be controlled independently.
【0025】本発明は、上記従来の第1および第2の問
題を解決するためになされたもので、電源電圧を1.4
5V以下に下げて動作し、1.25V以下で温度依存性
が小さい基準電圧を内蔵(回路内部で生成、以下同じ)
し、ヒステリシス特性を有する比較装置を提供すること
を目的とする。The present invention has been made to solve the first and second problems of the prior art, and has a power supply voltage of 1.4.
Operates at 5V or less, and incorporates a reference voltage with low temperature dependence at 1.25V or less (generated inside the circuit, same hereafter)
It is another object of the present invention to provide a comparison device having a hysteresis characteristic.
【0026】[0026]
【課題を解決するための手段】本発明による比較装置
は、カレントミラー回路と、カレントミラー回路の入力
に接続された第1の抵抗分圧部と、第1の抵抗分圧部の
分圧出力に電流を流す第1の電流発生部と、カレントミ
ラー回路の入力に接続された第2の電流発生部と、カレ
ントミラー回路の出力に接続された第2の抵抗分圧部
と、第2の抵抗分圧部の分圧出力に電流を流す第3の電
流発生部と、カレントミラー回路の出力に接続された第
4の電流発生部とにより構成され、また第1の電流発生
部および第3の電流発生部がその電流値が絶対温度に比
例し且つ電流値設定抵抗に反比例した大きさに制御さ
れ、第1の電流発生部及び第3の電流発生部の電流値設
定抵抗の温度特性と第1の抵抗分圧部および第2の抵抗
分圧部を構成する抵抗の温度特性とが等しくなるよう構
成された比較手段と、該比較手段の出力に応じて第1の
値または第2の値を出力するようにした可変電流発生手
段とから構成されるようにしたものである。A comparison device according to the present invention comprises a current mirror circuit, a first resistor voltage divider connected to an input of the current mirror circuit, and a voltage divider output of the first resistor voltage divider. A first current generator that supplies current to the current mirror circuit, a second current generator connected to the input of the current mirror circuit, a second resistor voltage divider connected to the output of the current mirror circuit, A third current generator configured to supply a current to the divided voltage output of the resistance voltage divider, a fourth current generator connected to an output of the current mirror circuit, and a first current generator and a third current generator. Is controlled so that its current value is proportional to the absolute temperature and inversely proportional to the current value setting resistor, and the temperature characteristics of the current value setting resistors of the first and third current generating portions are The resistances of the resistors constituting the first and second resistor dividers are And a variable current generating means for outputting a first value or a second value in accordance with the output of the comparing means. It is.
【0027】本発明によれば、電源電圧を下げて1.4
5V以下で動作し、1.25V以下で温度依存性が小さ
い基準電圧を内蔵し、出力電圧にヒステリシス特性を有
する比較装置を得ることができる。According to the present invention, the power supply voltage is reduced to 1.4.
A comparison device that operates at 5 V or less, has a built-in reference voltage at 1.25 V or less and has low temperature dependency, and has a hysteresis characteristic in the output voltage can be obtained.
【0028】[0028]
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、基準電圧を内蔵する比較手段と、前該比較手段の出
力に応じて第1の値または第2の値を出力する可変電流
発生手段とからなり、前記比較手段は、カレントミラー
回路と、前記カレントミラー回路の入力に接続された第
1の抵抗分圧部と、前記第1の抵抗分圧部の分圧出力に
電流を流す第1の電流発生部と、前記カレントミラー回
路の入力に接続された第2の電流発生部と、前記カレン
トミラー回路の出力に接続された第2の抵抗分圧部と、
前記第2の抵抗分圧部の分圧出力に電流を流す第3の電
流発生部と、前記カレントミラー回路の出力に接続され
た第4の電流発生部とにより構成され、前記第1の電流
発生部および第3の電流発生部は電流値が絶対温度に比
例し且つ電流値設定抵抗に反比例した大きさに制御され
るよう構成され、前記第1の電流発生部及び第3の電流
発生部の電流値設定抵抗の温度特性と前記第1の抵抗分
圧部および第2の抵抗分圧部を構成する抵抗の温度特性
とが等しくなるよう構成されるようにしたものであり、
前記基準電圧は、等価的にカレントミラー回路の入力の
ダイオード接続されたトランジスタに電流発生部の電流
が流れて得られた温度に対して負の変化をする順方向電
圧と、温度に対して正の変化をする電流発生部と抵抗分
圧部により得た電圧とを加えた電圧に抵抗分圧部の分圧
比を乗じた値となるため、例えば、これら2つの電圧の
温度依存性が相殺されるように構成すれば、温度依存性
が小さく、約1.25V以下に設定できるという作用を
有する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention according to claim 1 of the present invention provides a comparing means having a built-in reference voltage, and a variable means for outputting a first value or a second value according to the output of the comparing means. Current comparing means, wherein the comparing means includes a current mirror circuit, a first resistor voltage divider connected to an input of the current mirror circuit, and a current divider output from the first resistor voltage divider. A first current generating unit for flowing current, a second current generating unit connected to an input of the current mirror circuit, a second resistor voltage dividing unit connected to an output of the current mirror circuit,
A first current generator configured to supply a current to a divided output of the second resistor voltage divider and a fourth current generator connected to an output of the current mirror circuit, wherein the first current The generator and the third current generator are configured such that the current value is controlled to a magnitude proportional to the absolute temperature and inversely proportional to the current value setting resistor, and the first current generator and the third current generator And the temperature characteristics of the current value setting resistor and the temperature characteristics of the resistors constituting the first and second resistor dividers are equalized.
The reference voltage is equivalent to a forward voltage that changes negatively with respect to the temperature obtained by flowing the current of the current generating section through the diode-connected transistor at the input of the current mirror circuit, and a positive voltage that corresponds to the temperature. Is obtained by multiplying the voltage obtained by adding the voltage generated by the current generating section and the voltage obtained by the resistance voltage dividing section to the voltage dividing ratio of the resistance voltage dividing section. For example, the temperature dependence of these two voltages is canceled out. With such a configuration, there is an effect that the temperature dependency is small and the voltage can be set to about 1.25 V or less.
【0029】本発明の請求項2に記載の発明は、前記可
変電流発生手段の電流値が該可変電流発生手段の電流値
設定抵抗に反比例した大きさに制御されるように構成さ
れ、前記可変電流発生手段の電流値設定抵抗の温度特性
と前記第1の電流発生部および前記第3の電流発生部の
電流値設定抵抗の温度特性と前記第1の抵抗分圧部およ
び前記第2の抵抗分圧部を構成する抵抗の温度特性とが
等しくなるよう構成され、前記可変電流発生手段は前記
比較手段の出力に応じて第1の値または第2の値を出力
するよう構成されるようにしたものであり、温度依存性
が小さくなるように設定した前記基準電圧と、可変電流
発生手段の出力電流と抵抗分圧部により得た温度依存性
の小さい電圧を加えることにより、温度依存性の小さい
基準電圧と、同じく温度依存性の小さいヒステリシス特
性が設定できるという作用を有する。According to a second aspect of the present invention, the current value of the variable current generating means is controlled to a magnitude inversely proportional to a current setting resistance of the variable current generating means, Temperature characteristics of the current value setting resistor of the current generating means, temperature characteristics of the current value setting resistors of the first current generating section and the third current generating section, and the first resistor voltage dividing section and the second resistor. The variable current generating means is configured to output a first value or a second value in accordance with an output of the comparing means, so that a temperature characteristic of a resistor constituting the voltage dividing unit is equalized. By adding the reference voltage set so that the temperature dependency is reduced, the output current of the variable current generating means, and the voltage having a small temperature dependency obtained by the resistance voltage dividing unit, the temperature dependency is reduced. Same as small reference voltage Small hysteresis characteristic temperature dependency has the effect that can be set.
【0030】本発明の請求項3に記載の発明は、前記カ
レントミラー回路がバイポーラ・トランジスタにより構
成されるようにしたものであり、簡単な回路で効率よ
く、1.25V以下で温度依存性が小さい基準電圧を内
蔵し、出力電圧にヒステリシス特性を有する比較装置を
得ることができるという作用を有する。According to a third aspect of the present invention, the current mirror circuit is constituted by a bipolar transistor. The current mirror circuit is efficient with a simple circuit and has a temperature dependency at 1.25 V or less. This has the effect that a comparison device incorporating a small reference voltage and having a hysteresis characteristic in the output voltage can be obtained.
【0031】(実施の形態)以下、添付図面、図1及び
図2に基づき、本発明の一実施の形態を詳細に説明す
る。図1は本発明の実施の形態における比較装置の構成
を示す回路図、図2は基準電圧の説明のため図1に示す
比較部の一部を抜き出した回路を示す図であり、(A)
は図1に示す比較部の相似回路のカレントミラー回路の
入力側の方を示す図、(B)は図2の(A)の電流源2
1をオープンとした回路を示す図、(C)は図2の
(B)の電流源24とトランジスタ25の部分の等価回
路を示す図、(D)は図2の(B)の電流源24とトラ
ンジスタ25と抵抗22、23の部分の等価回路を示す
図、(E)は図2の(B)の電流源24とトランジスタ
25と抵抗22、23の部分の等価回路に電流源21を
接続した回路を示す図、(F)は図1に示す比較装置の
基準電圧源(Vref1、Vref2)の等価回路を示
す図である。(Embodiment) Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, FIG. 1 and FIG. FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a comparison device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a circuit obtained by extracting a part of the comparison unit shown in FIG.
2A is a diagram showing the input side of the current mirror circuit of the analogous circuit of the comparison unit shown in FIG. 1, and FIG. 2B is a diagram showing the current source 2 of FIG.
2, (C) is a diagram showing an equivalent circuit of the current source 24 and the transistor 25 in FIG. 2 (B), and (D) is a diagram showing a current source 24 in FIG. 2 (B). FIG. 2E is a diagram showing an equivalent circuit of the transistor 25 and the resistors 22 and 23, and FIG. 2E is a diagram showing the current source 24 and the transistor 25 and the resistors 22 and 23 of FIG. FIG. 2F is a diagram showing an equivalent circuit of the reference voltage sources (Vref1, Vref2) of the comparison device shown in FIG.
【0032】まず、図1を参照して、本発明の一実施の
形態における比較装置の構成について説明する。図1に
おいて、10は基準電圧を内蔵し比較部20と増幅部4
0とから構成されている比較手段、50は入力に対応し
て第1の値及び第2の値の電流(後述する)を出力する
可変電流発生手段であり、本実施の形態における比較装
置は比較手段10と可変電流発生手段50とにより構成
される。First, with reference to FIG. 1, the configuration of a comparison device according to an embodiment of the present invention will be described. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a built-in reference voltage, and a comparator 20 and an amplifier 4
Reference numeral 50 is a variable current generating unit that outputs currents of a first value and a second value (to be described later) in response to an input. It comprises a comparing means 10 and a variable current generating means 50.
【0033】比較部20において、25、35はカレン
トミラー回路(第1のカレントミラー回路)を構成する
バイポーラ・トランジスタ、21、24、31、34は
電流値が絶対温度に比例し内蔵する電流値設定抵抗に反
比例する低電圧動作型電流源(それぞれ、第1、第2、
第3及び第4の電流発生部、以下、単に電流源ともい
う)、22、23は抵抗分圧部(第1の抵抗分圧部)を
構成する抵抗、32、33は抵抗分圧部(第2の抵抗分
圧部)を構成する抵抗、2、3は比較手段10の入力端
子、36は比較部20の出力端子、1は電圧源である。In the comparison section 20, 25 and 35 are bipolar transistors constituting a current mirror circuit (first current mirror circuit), and 21, 24, 31, and 34 are current transistors whose current values are proportional to the absolute temperature and which are built in. A low-voltage operation type current source that is inversely proportional to the set resistance (first, second, and
Third and fourth current generating units (hereinafter, also simply referred to as current sources), 22 and 23 are resistors constituting a resistive voltage dividing unit (first resistive voltage dividing unit), and 32 and 33 are resistive voltage dividing units ( The resistors constituting the second resistor voltage dividing unit), 2 and 3, are input terminals of the comparing unit 10, 36 is an output terminal of the comparing unit 20, and 1 is a voltage source.
【0034】増幅部40において、41、42はカレン
トミラー回路(第2のカレントミラー回路)を構成する
バイポーラ・トランジスタ、43はバイポーラ・トラン
ジスタ25、35とカレントミラーに接続されたバイポ
ーラ・トランジスタ、44は入力端子に接続されたバイ
ポーラ・トランジスタ、46は比較手段の出力端子に接
続されたバイポーラ・トランジスタ、45は電流値が絶
対温度に比例し内蔵する電流値設定抵抗に反比例する低
電圧動作型電流源(第5の電流発生部、以下、単に電流
源という)、37は比較部20からの入力端子、7は比
較手段10の出力端子である。In the amplifying section 40, 41 and 42 are bipolar transistors constituting a current mirror circuit (second current mirror circuit), 43 is bipolar transistors connected to the bipolar transistors 25 and 35 and the current mirror, and 44 is a bipolar transistor connected to the current mirror. Is a bipolar transistor connected to the input terminal, 46 is a bipolar transistor connected to the output terminal of the comparison means, 45 is a low-voltage operating current whose current value is proportional to the absolute temperature and inversely proportional to the built-in current value setting resistor. A source (fifth current generating unit, hereinafter simply referred to as a current source), 37 is an input terminal from the comparing unit 20, and 7 is an output terminal of the comparing unit 10.
【0035】比較部20においては、入力端子2に入力
された電圧V1と入力端子3の電圧である基準電圧V3
とを比較して、出力端子36からその比較結果に応じた
信号を得るよう構成され、増幅部40においては、入力
端子37に入力された信号の変化に応じた信号を出力端
子7から出力するよう構成される。In the comparison section 20, the voltage V1 input to the input terminal 2 and the reference voltage V3
, And a signal corresponding to the comparison result is obtained from the output terminal 36. In the amplifier 40, a signal corresponding to a change in the signal input to the input terminal 37 is output from the output terminal 7. It is configured as follows.
【0036】可変電流発生手段50において、51は入
力信号を受けるバイポーラ・トランジスタ、54、56
は第3のカレントミラーを構成するバイポーラ・トラン
ジスタ、52、53、57第4のカレントミラーを構成
するバイポーラ・トランジスタ、55は出力電流値が温
度依存性の小さい基準電圧に比例し且つ内蔵する電流値
設定抵抗に反比例した大きさに制御される低電圧動作型
電流源(第6の電流発生部、以下、単に電流源ともい
う)、8は可変電流発生手段50の入力端子、4、5は
可変電流発生手段50の出力端子、6は電源電圧源、9
は出力抵抗である。In the variable current generating means 50, 51 is a bipolar transistor receiving an input signal, 54, 56
Are bipolar transistors constituting a third current mirror, 52, 53, 57 bipolar transistors constituting a fourth current mirror, and 55 is a current whose output current value is proportional to a reference voltage having a small temperature dependency and which is incorporated therein. A low-voltage operation type current source (sixth current generation unit, hereinafter simply referred to as a current source) controlled to have a magnitude inversely proportional to the value setting resistance, 8 is an input terminal of the variable current generation means 50, and 4 and 5 are The output terminal of the variable current generating means 50, 6 is a power supply voltage source, 9
Is the output resistance.
【0037】可変電流発生手段50は、入力端子8に入
力された信号の変化に対応して、出力端子4、5におけ
る出力電流値を第1の値または第2の値(後述する)に
切り換えるよう構成される。比較手段10及び可変電流
発生手段50は1つの半導体チップ上に形成される。
尚、上記のバイポーラ・トランジスタは、以下、単にト
ランジスタという。The variable current generating means 50 switches the output current value at the output terminals 4 and 5 to a first value or a second value (described later) in response to a change in the signal input to the input terminal 8. It is configured as follows. The comparing means 10 and the variable current generating means 50 are formed on one semiconductor chip.
The above-mentioned bipolar transistor is simply referred to as a transistor hereinafter.
【0038】次に、図1及び図2を参照して、本発明の
一実施の形態における比較装置の動作について説明す
る。まず、比較手段10の入力端子2に接続された電圧
源1の電圧V1と基準電圧となる比較手段10の入力端
子3の電圧V3とを比較し、V1が十分に高いときに
は、比較手段10の出力端子7に接続された可変電流発
生手段50の入力端子8の電位が高く、可変電流発生手
段50の出力端子4、5の出力電流はゼロ(第1の値)
で、出力端子5に接続された入力端子3への流入電流も
ゼロであり、基準電圧はVref1である。また、抵抗
9が接続された出力端子4の電位は低い状態である。Next, referring to FIGS. 1 and 2, the operation of the comparison device according to one embodiment of the present invention will be described. First, the voltage V1 of the voltage source 1 connected to the input terminal 2 of the comparing means 10 is compared with the voltage V3 of the input terminal 3 of the comparing means 10 serving as a reference voltage. The potential of the input terminal 8 of the variable current generator 50 connected to the output terminal 7 is high, and the output current of the output terminals 4 and 5 of the variable current generator 50 is zero (first value).
The current flowing into the input terminal 3 connected to the output terminal 5 is also zero, and the reference voltage is Vref1. Further, the potential of the output terminal 4 to which the resistor 9 is connected is in a low state.
【0039】そこで、V1が低くくなりVref1を下
回ると、出力端子4、5には出力電流が流れ、入力端子
3に対して流入電流が流れ、基準電圧はVref1から
Vref2に移行を開始し、出力端子4の電位は高く変
化する。そして、V1が十分に低くなると、入力端子8
の電位がさらに低くなり、出力端子4、5には出力電流
がさらに流れ(第2の値)、入力端子3に対して流入電
流がさらに流れ、基準電圧はVref2となる。また、
出力端子4の電位は高い状態になる。Then, when V1 becomes low and falls below Vref1, an output current flows to the output terminals 4 and 5, an inflow current flows to the input terminal 3, and the reference voltage starts shifting from Vref1 to Vref2. The potential of the output terminal 4 changes high. When V1 becomes sufficiently low, the input terminal 8
, The output current further flows through the output terminals 4 and 5 (second value), the inflow current further flows into the input terminal 3, and the reference voltage becomes Vref2. Also,
The potential of the output terminal 4 becomes high.
【0040】再び、V1が高くなりVref2を上回る
と、出力端子4、5の出力電流は減少し、入力端子3に
対する流入電流も減少し、基準電圧はVref1からV
ref2に移行を開始し、出力端子4の電位を低く変化
する。そして、V1が十分高くなると、入力端子8の電
位がさらに高くなり、出力端子4、5の出力電流はさら
に減少し、入力端子3に対する流入電流もさらに減少
し、基準電圧はVref1となる。また、出力端子4の
電位は再び低い状態になる。したがって、電圧源1の電
圧V1に応じて基準電圧をVref1またはVref2
に切り換えるようにしたヒステリシス特性を実現する。When V1 rises again and exceeds Vref2, the output currents of the output terminals 4 and 5 decrease, the inflow current to the input terminal 3 also decreases, and the reference voltage changes from Vref1 to Vref1.
The transition to ref2 is started, and the potential of the output terminal 4 changes to low. When V1 becomes sufficiently high, the potential of the input terminal 8 further increases, the output currents of the output terminals 4 and 5 further decrease, the inflow current to the input terminal 3 further decreases, and the reference voltage becomes Vref1. Further, the potential of the output terminal 4 becomes low again. Therefore, the reference voltage is set to Vref1 or Vref2 according to the voltage V1 of the voltage source 1.
To realize the hysteresis characteristic that is switched.
【0041】次に、各回路手段(比較部20、増幅部4
0、可変電流発生手段50)ごとにそれぞれ動作の詳細
について説明する。第1に、比較部20において、カレ
ントミラー回路を構成している入力側のダイオード接続
されたトランジスタ25のコレクタに、電流源24と、
抵抗22及び23から構成された抵抗分圧部が接続さ
れ、この抵抗分圧部の分圧出力には、電流源21と比較
手段10の入力端子3が接続される。一方、カレントミ
ラー回路を構成している出力側のトランジスタ35のコ
レクタに、電流源34と、抵抗32及び33から構成さ
れる抵抗分圧部と、比較部20の出力端子36が接続さ
れ、この抵抗分圧部の分圧出力には、電流源31と比較
手段10の入力端子2が接続される。Next, each circuit means (comparing unit 20, amplifying unit 4)
0, the operation of each variable current generating means 50) will be described in detail. First, in the comparison unit 20, a current source 24 and a current source 24 are connected to the collector of an input-side diode-connected transistor 25 constituting a current mirror circuit.
A resistance voltage dividing section composed of resistors 22 and 23 is connected, and a current source 21 and an input terminal 3 of the comparing means 10 are connected to a divided voltage output of the resistance voltage dividing section. On the other hand, a current source 34, a resistive voltage dividing section composed of resistors 32 and 33, and an output terminal 36 of the comparing section 20 are connected to the collector of the output transistor 35 constituting the current mirror circuit. The current source 31 and the input terminal 2 of the comparing means 10 are connected to the divided voltage output of the resistance voltage dividing section.
【0042】以下の説明で、説明を簡単にするため、入
力端子2、3及び出力端子36には何も接続されず、ま
た増幅部40のトランジスタ43も接続されていない状
態とする。トランジスタ25がダイオード接続されてい
る点を除けば、左右同様の構成で同様の定数を持ってい
る。すなわち、抵抗22と抵抗32、抵抗23と抵抗3
3、電流源21と電流源31、電流源24と電流源3
4、トランジスタ25とトランジスタ35がそれぞれ対
応して構成された状態とする。In the following description, for the sake of simplicity, it is assumed that nothing is connected to the input terminals 2 and 3 and the output terminal 36, and that the transistor 43 of the amplifier 40 is not connected. Except that the transistor 25 is diode-connected, the left and right sides have the same configuration and the same constant. That is, the resistors 22 and 32, and the resistors 23 and 3
3, current source 21 and current source 31, current source 24 and current source 3
4. It is assumed that the transistors 25 and 35 are configured to correspond to each other.
【0043】まず、比較部20が内蔵する基準電圧につ
いて説明する。左側にある抵抗22、23と、電流源2
1、24と、ダイオード接続されたトランジスタ25
と、入力端子3とに着目する。図2の(A)は、図1か
らこれらの部分を抜き出した図である。図2の(A)お
いて信号源が2つあるので、重ね合わせの理を用いて解
析するため、電流源21をオープンにして考える。図2
の(B)は電流源21をオープンとしたものである。First, the reference voltage incorporated in the comparison section 20 will be described. The resistors 22 and 23 on the left and the current source 2
1, 24 and a diode-connected transistor 25
And the input terminal 3. FIG. 2A is a diagram in which these parts are extracted from FIG. In FIG. 2A, since there are two signal sources, the current source 21 is considered to be open for analysis by using the superposition theory. FIG.
(B) shows that the current source 21 is open.
【0044】図2の(C)は、ダイオード接続されたト
ランジスタ25と電流源24を電圧源251と抵抗25
2で構成された等価回路250で表したものである。電
圧源251の電圧V251と抵抗252の抵抗値R25
2はそれぞれ〔数7〕及び〔数8〕で表される。FIG. 2C shows a diode-connected transistor 25 and a current source 24 connected to a voltage source 251 and a resistor 25.
2 is represented by an equivalent circuit 250 constituted by the two elements. The voltage V251 of the voltage source 251 and the resistance value R25 of the resistor 252
2 is represented by [Equation 7] and [Equation 8], respectively.
【0045】[0045]
【数7】 (Equation 7)
【0046】[0046]
【数8】 (Equation 8)
【0047】更に、図2の(D)は、等価回路250と
抵抗22、23を鳳・テブナンの定理を用いて電圧源2
21と抵抗222で構成された等価回路220で表した
ものである。電圧源221の電圧V221と抵抗222
の抵抗値R222はそれぞれ〔数9〕、〔数10〕で表
される。FIG. 2D shows that the equivalent circuit 250 and the resistors 22 and 23 are connected to the voltage source 2 using the Otori-Thevenin theorem.
This is represented by an equivalent circuit 220 including a resistor 21 and a resistor 222. The voltage V221 of the voltage source 221 and the resistor 222
Is represented by [Equation 9] and [Equation 10], respectively.
【0048】[0048]
【数9】 (Equation 9)
【0049】[0049]
【数10】 (Equation 10)
【0050】ここで電流源21を考慮する。図2の
(E)は、図2の(D)に電流源21を接続したもので
ある。電流源21を〔数1〕にあるような電流源とする
と、電流源21の電流値Icsは抵抗222を通じて電
圧源221に流れ込むため、入力端子3の電圧V3は基
準電圧Vref1として〔数11〕で表されるようにな
る。Here, the current source 21 is considered. (E) of FIG. 2 is obtained by connecting the current source 21 to (D) of FIG. Assuming that the current source 21 is a current source as shown in [Equation 1], the current value Ics of the current source 21 flows into the voltage source 221 through the resistor 222, so that the voltage V3 of the input terminal 3 is set to [Equation 11] as the reference voltage Vref1. Will be represented by
【0051】[0051]
【数11】 [Equation 11]
【0052】そして、〔数11〕の{ }内の第1項は
ダイオード接続されたトランジスタの順方向電圧で約6
50mVであり、温度に対して約−2mV/degで変
化するので、{ }内の第2項の温度に対する変化を+
2mV/degになるように(R22+R252)と電
流値設定抵抗Rcsを設定すれば、第1項、第2項の温
度に対する電圧変化は相殺することができる。これは、
{ }内の第2項を600mVとすることにより達成す
ることができる。The first term in {} of [Equation 11] is the forward voltage of a diode-connected transistor of about 6
50 mV, and changes about −2 mV / deg with respect to the temperature.
If (R22 + R252) and the current value setting resistor Rcs are set so as to be 2 mV / deg, the voltage change with respect to temperature in the first and second terms can be canceled. this is,
It can be achieved by setting the second term in {} to 600 mV.
【0053】その結果、基準電圧Vref1の温度依存
性を小さくすることができる。更に、その基準電圧の大
きさも係数Mにより容易に設定することができる。ま
た、基準電圧Vref1は、ダイオード接続されたトラ
ンジスタ25と電流源24により得た順方向電圧Vf2
5に、抵抗22及び23から成る分圧抵抗R22、23
と電流源21により得た電圧に絶対温度Tと抵抗比など
の温度に依存しない係数とを乗じた大きさの電圧を加え
た形で表されるため、それらの電圧の配合を変えること
により温度特性が制御でき、さらにその大きさをMなる
係数により容易に設定することができる。As a result, the temperature dependency of reference voltage Vref1 can be reduced. Further, the magnitude of the reference voltage can be easily set by the coefficient M. The reference voltage Vref1 is equal to the forward voltage Vf2 obtained by the diode-connected transistor 25 and the current source 24.
5, a voltage dividing resistor R22, 23 comprising resistors 22 and 23;
And a voltage obtained by multiplying the voltage obtained by the current source 21 by an absolute temperature T and a coefficient that does not depend on temperature, such as a resistance ratio, is added. The characteristics can be controlled, and the size can be easily set by the coefficient M.
【0054】次に、比較部20の相似動作について説明
する。基準電圧Vref1を設定するために得られた回
路定数を図1に示す比較部20の右側のそれぞれ対応す
る素子に割り付けると、比較部20の左側と右側はトラ
ンジスタ25、35からなるカレントミラー回路により
対応する素子の電圧および電流が同一の相似回路を構成
する。電流源24の電流I24は、接続点Aで抵抗22
に流入するI22と、トランジスタ25のコレクタ電流
Ic25と、トランジスタ25及びトランジスタ35の
ベース電流(Ib25+Ib35)とに分流する。それ
は〔数12〕に表されるようになる。Next, the similar operation of the comparing section 20 will be described. When the circuit constants obtained for setting the reference voltage Vref1 are assigned to the corresponding elements on the right side of the comparison unit 20 shown in FIG. 1, the left and right sides of the comparison unit 20 are provided by a current mirror circuit including transistors 25 and 35. A similar circuit in which the voltages and currents of the corresponding elements are the same is formed. The current I24 of the current source 24 is
, A collector current Ic25 of the transistor 25, and a base current (Ib25 + Ib35) of the transistor 25 and the transistor 35. It becomes as shown in [Equation 12].
【0055】[0055]
【数12】 (Equation 12)
【0056】〔数12〕において、トランジスタ25及
びトランジスタ35のベース電流(Ib25+Ib3
5)を無視して考えると、〔数12〕は〔数13〕で表
すようになる。In [Equation 12], the base currents of the transistors 25 and 35 (Ib25 + Ib3
Considering 5), [Equation 12] is represented by [Equation 13].
【0057】[0057]
【数13】 (Equation 13)
【0058】一方、電流源34の電流I34は、接続点
Bで抵抗32に流入するI32と、トランジスタ35の
コレクタ電流Ic35とに分流され、それは〔数14〕
で表される。On the other hand, the current I34 of the current source 34 is divided into I32 flowing into the resistor 32 at the connection point B and the collector current Ic35 of the transistor 35.
It is represented by
【0059】[0059]
【数14】 [Equation 14]
【0060】トランジスタ25及び35はミラー比が
1:1のカレントミラー回路を構成しているため、コレ
クタ電流Ic25とコレクタ電流Ic35とは等しくな
るので、〔数14〕から〔数15〕が得られる。Since the transistors 25 and 35 constitute a current mirror circuit having a mirror ratio of 1: 1, the collector current Ic25 and the collector current Ic35 are equal, so that [Equation 14] is obtained from [Equation 14]. .
【0061】[0061]
【数15】 (Equation 15)
【0062】ところで、電流値I24と電流値I34と
は同じ値に設定されているため、〔数13〕と〔数1
5〕とから〔数16〕が得られる。By the way, since the current value I24 and the current value I34 are set to the same value, [Equation 13] and [Equation 1] are used.
5] and [Equation 16] is obtained.
【0063】[0063]
【数16】 (Equation 16)
【0064】〔数16〕から分かるように、比較部20
の左側の回路と右側の回路それぞれの電流が等しく、素
子定数も等しいため、それぞれの電圧も等しくなり、両
回路は相似動作をするということが分かる。As can be seen from [Equation 16], the comparison unit 20
Since the currents of the left side circuit and the right side circuit are equal and the element constants are also equal, the respective voltages are also equal, and it can be seen that the two circuits perform similar operations.
【0065】次に、図1に示すように、入力端子2に電
圧源1が接続された状態について考える。電圧源1の電
圧V1が入力端子3の電圧V3より高いと、抵抗32の
電位が小さくなり抵抗32に流れ込む電流I32が減
り、電流源34の電流I34からI32を減算した電流
(I34−I32)は増加し、I34−I32はIc3
5よりも大きくなり、出力端子36には電流が吐き出す
方向に流れようとして出力端子36の電位は高くなる。Next, a state in which the voltage source 1 is connected to the input terminal 2 as shown in FIG. 1 will be considered. When the voltage V1 of the voltage source 1 is higher than the voltage V3 of the input terminal 3, the potential of the resistor 32 decreases, the current I32 flowing into the resistor 32 decreases, and a current (I34-I32) obtained by subtracting I32 from the current I34 of the current source 34. Increases and I34-I32 becomes Ic3
Therefore, the potential of the output terminal 36 increases because the current tends to flow to the output terminal 36 in the discharge direction.
【0066】一方、V1がV3より低いときは、逆に抵
抗32の電位は大きくなり、I32が増えてI34−I
32は減少し、I34−I32はIc35よりも小さく
なり、出力端子36には電流を吸い込む方向に流れよう
とし、出力端子36の電位は低くなる。この動作は、丁
度、入力端子2が非反転入力、入力端子3が反転入力で
基準電圧Vref1が接続され、出力が出力端子36で
ある増幅器の動作と等価となる。そして、この基準電圧
Vref1は上記〔数11〕で表され、前述のように、
温度依存性が小さく、1.25V以下の値に設定するこ
とができる。On the other hand, when V1 is lower than V3, on the other hand, the potential of the resistor 32 increases, I32 increases, and I34-I
32 decreases, I34-I32 becomes smaller than Ic35, the current tends to flow to the output terminal 36 in the direction of absorbing current, and the potential of the output terminal 36 decreases. This operation is equivalent to the operation of an amplifier in which the input terminal 2 is the non-inverting input, the input terminal 3 is the inverting input, the reference voltage Vref1 is connected, and the output is the output terminal 36. The reference voltage Vref1 is expressed by the above [Equation 11], and as described above,
Temperature dependency is small and can be set to a value of 1.25 V or less.
【0067】次に、比較手段10の入力端子3に可変電
流発生手段50を接続した状態について考える。図2の
(F)は、図2の(E)の入力端子3に電流源501と
スイッチ502で構成される可変電流発生手段50の等
価回路500を接続したものである。スイッチ502が
オフの時、すなわち可変電流発生手段50の出力電流が
ゼロの時は、入力端子3に対する流入電流はゼロとな
り、図2の(E)と等しくなる。この時の入力端子3の
電圧V3は、比較手段10に内蔵される基準電圧Vre
f1となり、上記〔数11〕で表される。Next, a state in which the variable current generating means 50 is connected to the input terminal 3 of the comparing means 10 will be considered. FIG. 2F shows an equivalent circuit 500 of the variable current generating means 50 composed of a current source 501 and a switch 502 connected to the input terminal 3 of FIG. When the switch 502 is off, that is, when the output current of the variable current generating means 50 is zero, the inflow current to the input terminal 3 becomes zero, which is equal to (E) in FIG. At this time, the voltage V3 of the input terminal 3 is equal to the reference voltage Vre built in the comparing means 10.
f1 and is represented by the above [Equation 11].
【0068】一方、スイッチ502がオンの時、すなわ
ち可変電流発生手段50の出力電流が入力端子3へ流入
しているときには、可変電流発生手段50の出力電流値
をI55とすると、抵抗222への流入電流はIcs+
I55となり、入力端子3の電圧V3は比較手段10に
内蔵される基準電圧Vref1と抵抗222にI55を
流すことにより発生した電圧降下分とを加えた値である
基準電圧Vref2となり、〔数17〕で表される。On the other hand, when the switch 502 is on, that is, when the output current of the variable current generating means 50 is flowing into the input terminal 3, if the output current value of the variable current generating means 50 is I55, the resistance 222 The inflow current is Ics +
I55, and the voltage V3 of the input terminal 3 becomes a reference voltage Vref2 which is a value obtained by adding a reference voltage Vref1 built in the comparing means 10 and a voltage drop generated by flowing I55 through the resistor 222. It is represented by
【0069】[0069]
【数17】 [Equation 17]
【0070】以上のように比較部20は、ダイオード接
続したトランジスタの順方向電圧と、抵抗分圧部と電流
源より得た電圧とを加えて得られた温度依存性が小さい
基準電圧Vref1と、基準電圧Vref1と可変電流
発生手段の出力電流を抵抗分圧部に流すことにより発生
する電圧降下分とを加えて得られた基準電圧Vref2
も内蔵することになる。As described above, the comparison unit 20 includes the reference voltage Vref1 having a small temperature dependency obtained by adding the forward voltage of the diode-connected transistor and the voltage obtained from the resistance voltage dividing unit and the current source. A reference voltage Vref2 obtained by adding the reference voltage Vref1 and a voltage drop generated by flowing the output current of the variable current generating means to the resistance voltage dividing unit.
Will also be built-in.
【0071】以上説明したように、比較部20におい
て、V1>V3のときは、V3は基準電圧Vref1と
なり、可変電流発生手段50の入力端子8の電位は高
く、入力端子8に接続されたトランジスタ51は飽和
し、装置出力である可変電流発生手段50の出力端子4
の電位は低い状態である。いま、V1が低下してVre
f1を下回ると、入力端子8の電位は低下し、トランジ
スタ51のコレクタ電流Ic51は減少し、可変電流発
生手段50の出力電流は増加し、基準電圧はVref1
からVref2へ変化する正帰還動作をする。As described above, in the comparison section 20, when V1> V3, V3 becomes the reference voltage Vref1, the potential of the input terminal 8 of the variable current generating means 50 is high, and the transistor connected to the input terminal 8 Reference numeral 51 denotes an output terminal 4 of the variable current generating means 50 which is saturated and is an output of the device.
Is in a low state. Now, V1 decreases and Vre
When the voltage falls below f1, the potential of the input terminal 8 decreases, the collector current Ic51 of the transistor 51 decreases, the output current of the variable current generating means 50 increases, and the reference voltage becomes Vref1.
The positive feedback operation changes from Vref2 to Vref2.
【0072】一方、V1とV3とが逆転してその差が拡
大すると、トランジスタ51はカットオフとなり、可変
電流発生手段50の出力電流はI55となる。そのた
め、カレントミラー回路を構成するトランジスタ54、
56及びトランジスタ52、53を介して制御された出
力端子4を通して抵抗9に流入する流入電流はI55と
なり、出力端子4の電位は高くなる。すなわち、V1<
V3のときには、逆に、V3は基準電圧Vref2とな
り、入力端子8の電位は低く、トランジスタ51はカッ
トオフとなり、出力端子4の電位は高い状態である。On the other hand, when V1 and V3 are reversed and the difference between them is enlarged, the transistor 51 is cut off and the output current of the variable current generating means 50 becomes I55. Therefore, the transistor 54 forming the current mirror circuit,
The inflow current flowing into the resistor 9 through the output terminal 4 controlled via 56 and the transistors 52 and 53 becomes I55, and the potential of the output terminal 4 increases. That is, V1 <
At the time of V3, on the contrary, V3 becomes the reference voltage Vref2, the potential of the input terminal 8 is low, the transistor 51 is cut off, and the potential of the output terminal 4 is high.
【0073】再び、V1が上昇してVref2を上回る
と、入力端子8の電位は上昇し、トランジスタ51のコ
レクタ電流Ic51は増加し、可変電流発生手段50の
出力電流は減少し、基準電圧はVref2からVref
1へ変化する正帰還動作を行う。すなわち、V1とV3
の差が反対方向に拡大すると、トランジスタ51は飽和
し、可変電流発生手段50の出力電流はゼロとなり、出
力端子4に接続された抵抗9への流入電流はゼロとな
り、出力端子4の電位は低くなる。When V1 rises again and exceeds Vref2, the potential of the input terminal 8 rises, the collector current Ic51 of the transistor 51 increases, the output current of the variable current generating means 50 decreases, and the reference voltage becomes Vref2. From Vref
A positive feedback operation changing to 1 is performed. That is, V1 and V3
When the difference increases in the opposite direction, the transistor 51 saturates, the output current of the variable current generating means 50 becomes zero, the current flowing into the resistor 9 connected to the output terminal 4 becomes zero, and the potential of the output terminal 4 becomes Lower.
【0074】このように、V1≦Vref1の状態では
出力端子4の電位を高くするよう移行し、反対に、V1
≧Vref2の状態では出力端子4の電位を低くするよ
う移行するヒステリシス特性を有する。ヒステリシス電
圧Vhyは下記〔数18〕で表される。As described above, in the state of V1 ≦ Vref1, the transition is made to increase the potential of the output terminal 4, and conversely, V1
In the state of ≧ Vref2, there is a hysteresis characteristic which shifts to lower the potential of the output terminal 4. The hysteresis voltage Vhy is represented by the following [Equation 18].
【0075】[0075]
【数18】 (Equation 18)
【0076】第2に、増幅部40の動作について説明す
る。比較部20の出力端子36に接続された増幅部40
の入力端子37の電位が高いときは、入力端子37に接
続されたトランジスタ44のベース電位が高くなり、ト
ランジスタ44のコレクタ電流Ic44は増加する。そ
のためコレクタ電流Ic44と、トランジスタ44のコ
レクタに接続されたトランジスタ42のコレクタ電流I
c42との差の電流であるトランジスタ44のコレクタ
に接続されたトランジスタ46のベース電流Ib46は
減少し、トランジスタ46のコレクタ電流Ic46も減
少する。Second, the operation of the amplifier 40 will be described. Amplifying unit 40 connected to output terminal 36 of comparing unit 20
When the potential of the input terminal 37 is high, the base potential of the transistor 44 connected to the input terminal 37 increases, and the collector current Ic44 of the transistor 44 increases. Accordingly, the collector current Ic44 and the collector current Ic of the transistor 42 connected to the collector of the transistor 44 are
The base current Ib46 of the transistor 46 connected to the collector of the transistor 44, which is the difference current from c42, decreases, and the collector current Ic46 of the transistor 46 also decreases.
【0077】そして、コレクタ電流Ic46がトランジ
スタ46のコレクタに接続された電流源45の出力電流
I45よりも小さくなり、トランジスタ46のコレクタ
に接続された出力端子7には電流が吐き出す方向に流れ
ようとして出力端子7の電位は高くなる。Then, the collector current Ic46 becomes smaller than the output current I45 of the current source 45 connected to the collector of the transistor 46, and the current tends to flow to the output terminal 7 connected to the collector of the transistor 46 in the direction of discharging. The potential of the output terminal 7 increases.
【0078】一方、入力端子37の電位が低いときに
は、逆に、トランジスタ44のコレクタ電流Ic44は
減少し、トランジスタ46のベース電流Ib46は増加
し、トランジスタ46のコレクタ電流Ic46も増加す
る。そしてコレクタ電流Ic46が電流源45の出力電
流I45よりも大きくなると、出力端子7には電流が吸
い込む方向に流れようとし出力端子7の電位は低くな
る。On the other hand, when the potential of input terminal 37 is low, conversely, collector current Ic44 of transistor 44 decreases, base current Ib46 of transistor 46 increases, and collector current Ic46 of transistor 46 also increases. Then, when the collector current Ic46 becomes larger than the output current I45 of the current source 45, the current tends to flow into the output terminal 7 in the direction of sinking, and the potential of the output terminal 7 becomes low.
【0079】トランジスタ43、41、42から構成さ
れる回路は、比較部20のトランジスタ25、35のベ
ース電流の影響を取り除くためのもので、トランジスタ
25とトランジスタ35のコレクタ電流を等しくするよ
うにトランジスタ44のベース電流を設定する回路であ
る。比較部20のトランジスタ25、35とカレントミ
ラー回路を構成するトランジスタ43のコレクタはトラ
ンジスタ41、42で構成されるカレントミラー回路の
入力であるトランジスタ41のコレクタに接続され、カ
レントミラー回路の出力であるトランジスタ42のコレ
クタはトランジスタ44のコレクタに接続される。The circuit composed of the transistors 43, 41 and 42 is for eliminating the influence of the base currents of the transistors 25 and 35 of the comparison section 20. 44 is a circuit for setting a base current. The collector of the transistor 43 that forms a current mirror circuit with the transistors 25 and 35 of the comparison unit 20 is connected to the collector of the transistor 41 which is the input of the current mirror circuit formed by the transistors 41 and 42, and is the output of the current mirror circuit. The collector of transistor 42 is connected to the collector of transistor 44.
【0080】トランジスタ41、42で構成されるのカ
レントミラー回路のミラー比は1:3で、トランジスタ
44のコレクタ電流はトランジスタ43のコレクタ電流
の3倍の電流が流れるように設定される。比較部20の
接続点Aにおいて、電流源24の電流I24は、抵抗2
2に流入する電流I22と、トランジスタ25のコレク
タ電流Ic25と、トランジスタ25、35、43の各
ベース電流を合わせたものである。The mirror ratio of the current mirror circuit composed of the transistors 41 and 42 is set to 1: 3, and the collector current of the transistor 44 is set to flow three times the collector current of the transistor 43. At the connection point A of the comparison unit 20, the current I24 of the current source 24 is
2, the collector current Ic25 of the transistor 25, and the base current of each of the transistors 25, 35, and 43.
【0081】一方、接続点Bにおいて、電流源34の電
流I34は、抵抗32に流入する電流I32と、トラン
ジスタ35のコレクタ電流Ic35と、トランジスタ4
4のベース電流Ib44を合わせたものである。I24
とI34は回路構成上で等しく、またトランジスタ2
5、35、43はミラー比が1:1:1のカレントミラ
ー回路を構成してIc25とIc35とトランジスタ4
3のコレクタ電流Ic43は等しい。On the other hand, at the connection point B, the current I34 of the current source 34 is the current I32 flowing into the resistor 32, the collector current Ic35 of the transistor 35, and the
4 together with the base current Ib44. I24
And I34 are equal in circuit configuration, and
5, 35, and 43 constitute a current mirror circuit having a mirror ratio of 1: 1: 1 and include transistors Ic25 and Ic35 and transistor 4
3 have the same collector current Ic43.
【0082】もし、トランジスタ25、35、43を同
じ特性のトランジスタで構成し、各ベース電流をIbと
すれば、トランジスタ41、42からなるカレントミラ
ー回路により、トランジスタ44のコレクタ電流Ic4
4をIc43の3倍にして流すことにより、Ib44の
大きさをIb×3とすることで、左右の回路の各部分を
流れる電流を等しくすることができる。If the transistors 25, 35, and 43 are composed of transistors having the same characteristics and each base current is Ib, the collector current Ic4 of the transistor 44 is obtained by the current mirror circuit composed of the transistors 41 and 42.
The current flowing through each part of the left and right circuits can be made equal by setting the size of Ib44 to be Ib × 3 by flowing the current 4 at three times the current Ic43.
【0083】以上のようにして、比較部20のトランジ
スタ25、35のベース電流の影響を取り除くことによ
り、入力端子2と入力端子3の端子電圧の差が、トラン
ジスタの電流増幅率hfeのばらつきに依存しないで働
くようにした。As described above, by removing the influence of the base currents of the transistors 25 and 35 of the comparison unit 20, the difference between the terminal voltages of the input terminals 2 and 3 causes the variation in the current amplification factor hfe of the transistors. Worked independently.
【0084】以上のように増幅部40は、入力端子37
の電位が高くなると出力端子7の電位が高くなり、逆に
入力端子37の電位が低くなると出力端子7の電位が低
くなるように構成され、またトランジスタ43、41、
42から構成される回路により、比較部20のトランジ
スタ25、35のベース電流の影響を取り除くようにし
たものである。As described above, the amplifying section 40 has the input terminal 37
When the potential of the output terminal 7 increases, the potential of the output terminal 7 increases. On the contrary, when the potential of the input terminal 37 decreases, the potential of the output terminal 7 decreases.
The influence of the base currents of the transistors 25 and 35 of the comparison section 20 is eliminated by the circuit composed of 42.
【0085】第3に、可変電流発生手段50の動作につ
いて説明する。比較手段10の出力端子7に接続されて
いる入力端子8の電位が高く、可変電流発生手段50の
入力端子8にベースが接続されたトランジスタ51が飽
和しているとき、トランジスタ51のコレクタに接続さ
れた電流源55の出力電流I55は、トランジスタ51
のコレクタ電流Ic51として流れ、トランジスタ51
のコレクタに接続されたトランジスタ56、54からな
る第1のカレントミラー回路への入力電流I56はゼロ
となり、第1のカレントミラー回路の出力であるトラン
ジスタ54のコレクタに接続されたトランジスタ53、
57、52からなる第2のカレントミラー回路に対する
入力電流I53もゼロとなり、第2のカレントミラー回
路の出力であるトランジスタ57、52にそれぞれ接続
された出力端子4、5の出力電流はゼロ(第1の値)と
なる。Third, the operation of the variable current generating means 50 will be described. When the potential of the input terminal 8 connected to the output terminal 7 of the comparing means 10 is high and the transistor 51 whose base is connected to the input terminal 8 of the variable current generating means 50 is saturated, the transistor 51 is connected to the collector of the transistor 51. The output current I55 of the current source 55
Flows as the collector current Ic51 of the
The input current I56 to the first current mirror circuit including the transistors 56 and 54 connected to the collector of the first current mirror circuit becomes zero, and the transistor 53 connected to the collector of the transistor 54 which is the output of the first current mirror circuit.
The input current I53 to the second current mirror circuit composed of 57 and 52 also becomes zero, and the output current of the output terminals 4 and 5 connected to the transistors 57 and 52, which is the output of the second current mirror circuit, becomes zero (the 1 value).
【0086】一方、可変電流発生手段50の入力端子8
の電位が低くトランジスタ51がカットオフのとき、電
流源55の出力電流I55は、第1のカレントミラー回
路の入力電流I56として流れ、第2のカレントミラー
回路の入力電流I53が流れ、出力端子4、5の出力電
流が流れる。第1のカレントミラー回路のミラー比が
1:1で、第2のカレントミラー比が1:1:1とすれ
ば、出力端子4、5の出力電流は、下記〔数19〕で表
されるようなI55(第2の値)となる。On the other hand, the input terminal 8 of the variable current generating means 50
Is low and the transistor 51 is cut off, the output current I55 of the current source 55 flows as the input current I56 of the first current mirror circuit, the input current I53 of the second current mirror circuit flows, and the output terminal 4 5 output currents. If the mirror ratio of the first current mirror circuit is 1: 1 and the second current mirror ratio is 1: 1: 1, the output currents of the output terminals 4 and 5 are represented by the following [Equation 19]. I55 (second value) as described above.
【0087】以上のように、可変電流発生手段50は入
力端子8の電位に応じて出力端子4、5の出力電流を第
1の値または第2の値と切り換えることができる。そこ
で、〔数19〕で表されるような電流値が温度依存性が
小さい基準電圧Vref55に比例し、かつ電流値設定
抵抗に反比例した大きさに制御されるように構成した可
変電流発生部を電流源55として用いれば、温度依存性
が小さい基準電圧Vref1を内蔵し、温度依存性が小
さいヒステリシス特性を有する比較装置を実現すること
ができる。As described above, the variable current generating means 50 can switch the output current of the output terminals 4 and 5 to the first value or the second value according to the potential of the input terminal 8. Therefore, a variable current generating unit configured so that the current value as represented by [Equation 19] is controlled to be proportional to the reference voltage Vref55 having a small temperature dependency and to be controlled in inverse proportion to the current value setting resistor. When used as the current source 55, it is possible to realize a comparison device having a built-in reference voltage Vref1 having low temperature dependency and having a hysteresis characteristic having low temperature dependency.
【0088】[0088]
【数19】 [Equation 19]
【0089】〔数17〕に〔数19〕のI55を代入す
ると、Vref2は〔数20〕で表される。By substituting I55 of [Equation 19] for [Equation 17], Vref2 is expressed by [Equation 20].
【0090】[0090]
【数20】 (Equation 20)
【0091】〔数20〕のVref1とVref55は
ともに温度依存性が小さい基準電圧であり、かつ、R2
22と電流値設定抵抗R55の温度特性を同じようにす
ると、(R222/R55)は抵抗の比の形になってい
るので抵抗の温度特性は相殺され、Vref2は温度依
存性が小さくなる。よって、出力電圧のヒステリシス特
性Vhyは〔数21〕で表され、温度依存が小さくな
る。Vref1 and Vref55 in [Equation 20] are both reference voltages with small temperature dependence, and R2
When the temperature characteristics of the resistor 22 and the current value setting resistor R55 are made the same, the temperature characteristics of the resistor are canceled because (R222 / R55) is in the form of the ratio of the resistance, and the temperature dependence of Vref2 is reduced. Therefore, the hysteresis characteristic Vhy of the output voltage is expressed by [Equation 21], and the temperature dependence is reduced.
【0092】[0092]
【数21】 (Equation 21)
【0093】このようにして、本発明の実施例によれ
ば、〔数11〕で表される基準電圧Vref1が、ダイ
オード接続されたトランジスタ25と電流源24により
得た順方向電圧Vf25に、抵抗22及び23から成る
分圧抵抗R22、23と電流源21により得た電圧に絶
対温度Tや抵抗比などの温度に依存しない係数を乗じた
大きさの電圧を加えた形で表されるため、それらの電圧
の配分を変えることにより温度特性が制御でき、さらに
その大きさをMなる係数により容易に設定できる利点を
有する。As described above, according to the embodiment of the present invention, the reference voltage Vref1 expressed by [Equation 11] is added to the forward voltage Vf25 obtained by the diode-connected transistor 25 and the current source 24 by the resistance. Since the voltage is obtained by adding a voltage obtained by multiplying a voltage independent of a temperature such as an absolute temperature T or a resistance ratio to a voltage obtained by the voltage dividing resistors R22 and 23 formed by the current sources 21 and 22 and 23, By changing the distribution of these voltages, the temperature characteristics can be controlled, and the magnitude can be easily set by a coefficient M.
【0094】また、前記基準電圧Vref1を温度依存
性が小さいように設定し、さらに電流源55として電流
値が温度依存性が小さい基準電圧に比例し、かつ電流値
設定抵抗に反比例した大きさに制御されるように構成し
た電流源を用いることにより、温度依存性が小さい基準
電圧Vref1と、〔数21〕で表されるような温度依
存性が小さいヒステリシス特性を有する比較装置を実現
することができる。Further, the reference voltage Vref1 is set so as to have a small temperature dependency, and the current value of the current source 55 is proportional to the reference voltage having a small temperature dependency and inversely proportional to the current setting resistor. By using a current source configured to be controlled, it is possible to realize a comparison device having a reference voltage Vref1 having a small temperature dependence and a hysteresis characteristic having a small temperature dependence as represented by [Equation 21]. it can.
【0095】また、電流源24、34の端子電圧はダイ
オードの順方向電圧であり、各抵抗分圧部の分圧出力の
電圧をダイオードの順方向電圧以下に設定し、さらに電
流源21、24、31、34、45として、絶対温度に
比例し、電流値設定抵抗に反比例する低電圧動作型電流
源(例えば、特開昭60−191508にあるような)
を用いることにより、本比較装置の電源電圧は約0.9
Vまで下げて使うことが出来る。The terminal voltages of the current sources 24 and 34 are the forward voltages of the diodes. The voltage of the divided output of each resistor voltage divider is set to be equal to or less than the forward voltage of the diodes. , 31, 34, and 45 as a low-voltage operation type current source that is proportional to the absolute temperature and inversely proportional to the current value setting resistance (for example, as disclosed in JP-A-60-191508).
, The power supply voltage of this comparison device is about 0.9
Can be used down to V.
【0096】その上、電流源55として、出力電流値が
温度依存性が小さい基準電圧に比例し、かつ電流値設定
抵抗に反比例した大きさに制御される低電圧動作型電流
源(例えば、特願平7−14516にあるような)を用
いることにより、温度依存性が小さい基準電圧Vref
1を内蔵し、温度依存性が小さいヒステリシス特性を有
する比較装置を実現し、電源電圧を約0.9Vまで下げ
て使用することができる。In addition, as the current source 55, a low-voltage operation type current source whose output current value is controlled to be proportional to the reference voltage having small temperature dependency and inversely proportional to the current value setting resistor (for example, U.S. Pat.
1 to realize a comparison device having a hysteresis characteristic with small temperature dependency, and can be used with the power supply voltage lowered to about 0.9V.
【0097】また、〔数11〕において、R252がR
22よりも十分小さく設定すれば、基準電圧Vref1
に関係する抵抗R22、R23、R32、R33、Rc
sは、比の形になっているので絶対値の精度に依存する
ことがなくなり、半導体集積回路でも精度良く構成する
ことができる。また、〔数20〕において、基準電圧V
ref2に関係する抵抗R222、R55も同様に、比
の形になっているので絶対値の精度に依存することがな
くなり、半導体集積回路でも精度良く構成することがで
きる。Further, in [Equation 11], R252 is R
22 is set sufficiently smaller than the reference voltage Vref1.
R22, R23, R32, R33, Rc
Since s is in the form of a ratio, it does not depend on the accuracy of the absolute value, and a semiconductor integrated circuit can be configured with high accuracy. In [Equation 20], the reference voltage V
Similarly, since the resistors R222 and R55 related to ref2 are in the form of a ratio, they do not depend on the accuracy of the absolute value, so that a semiconductor integrated circuit can be configured with high accuracy.
【0098】なお、本実施の形態では、比較手段10の
入力端子2を装置入力とし、入力端子3に可変電流発生
手段の出力端子5を接続し、増幅部40の入力端子37
の電位が高くなると出力端子7の電位が高くなり、入力
端子37の電位が低くなると出力端子7の電位が低くな
るように構成したが、これは装置入力となる比較手段1
0の入力端子2の電位が高くなると出力端子7の電位が
高くなり、反対に入力端子2の電位が低くなると出力端
子7の電位が低くなるような入力端子2の電位と出力端
子7の電位の関係が非反転であればよい。In this embodiment, the input terminal 2 of the comparing means 10 is used as the device input, the output terminal 5 of the variable current generating means is connected to the input terminal 3, and the input terminal 37 of the amplifying section 40 is connected.
When the potential of the output terminal 7 becomes high, the potential of the output terminal 7 becomes high, and when the potential of the input terminal 37 becomes low, the potential of the output terminal 7 becomes low.
When the potential of the input terminal 2 of 0 becomes higher, the potential of the output terminal 7 becomes higher, and conversely, when the potential of the input terminal 2 becomes lower, the potential of the output terminal 7 becomes lower. May be non-inverted.
【0099】そのため、比較手段10の入力端子3を装
置入力とし、入力端子2に可変電流発生手段の出力端子
5を接続し、増幅部40の入力端子37の電位が高くな
ると出力端子7の電位が低くなり、入力端子37の電位
が低くなると出力端子7の電位が高くなるように構成し
たとしても、同様の効果を得ることができる。装置入力
を入力端子2とした場合の基準電圧は入力端子3の電圧
V3であったが、この場合の基準電圧は入力端子2の電
圧ではなく、可変電流発生手段50の出力電流値が切り
替わったときの入力端子3の電圧が基準電圧となる。Therefore, the input terminal 3 of the comparing means 10 is used as the device input, the output terminal 5 of the variable current generating means is connected to the input terminal 2, and when the potential of the input terminal 37 of the amplifying section 40 increases, the potential of the output terminal 7 increases. And the potential of the output terminal 7 increases when the potential of the input terminal 37 decreases, the same effect can be obtained. The reference voltage when the device input was the input terminal 2 was the voltage V3 of the input terminal 3, but the reference voltage in this case was not the voltage of the input terminal 2 but the output current value of the variable current generating means 50 was switched. The voltage of the input terminal 3 at this time becomes the reference voltage.
【0100】また、本発明の実施例では、可変電流発生
手段50は、出力電流の第1の値を0として、出力電流
の第2の値をI55とするように構成したが、出力電流
の第1の値を比較手段10の入力端子2または入力端子
3に入力したときの基準電圧が出力電流の第2の値を入
力したときの基準電圧よりも低くなるような第1の値、
第2の値であれば良い。In the embodiment of the present invention, the variable current generating means 50 is configured so that the first value of the output current is 0 and the second value of the output current is I55. A first value such that the reference voltage when the first value is input to the input terminal 2 or the input terminal 3 of the comparison means 10 is lower than the reference voltage when the second value of the output current is input;
The second value may be used.
【0101】また、本発明の実施例では、接続点Aにお
けるトランジスタ25、35のベース電流の影響を補償
するために、トランジスタ43、41、42から構成さ
れる回路で、接続点Aから抜かれているトランジスタの
ベース電流と同じ大きさの電流を接続点Bから抜いてい
るが、結果として接続点Aから抜かれているトランジス
タのベース電流と同じ大きさの電流を接続点Bより抜く
ものであれば、他の方法によって実現しても良い。Further, in the embodiment of the present invention, in order to compensate for the influence of the base current of the transistors 25 and 35 at the connection point A, the circuit including the transistors 43, 41 and 42 If the current of the same magnitude as the base current of the transistor is withdrawn from the connection point B, but as a result the current of the same magnitude as the base current of the transistor withdrawn from the connection point A is withdrawn from the connection point B, It may be realized by other methods.
【0102】また、本実施の形態では、電流源21、3
1をその電流値が絶対温度Tに比例し、電流値設定抵抗
Rcsに反比例するようにして、また電流源55を温度
依存性が小さい基準電圧Vref55に比例し、かつ電
流値設定抵抗R55に反比例するようにしている。しか
し、これはどのような特性を持つ電流源であっても実現
することは可能である。但し、この場合、基準電圧の温
度または電源電圧の変動などに対する影響は本実施の形
態とは違った特性になるかもしれない。In this embodiment, the current sources 21 and 3
1 is set so that its current value is proportional to the absolute temperature T and inversely proportional to the current value setting resistor Rcs, and the current source 55 is proportional to the reference voltage Vref55 having a small temperature dependency and inversely proportional to the current value setting resistor R55. I am trying to do it. However, this can be realized by a current source having any characteristic. However, in this case, the influence on the temperature of the reference voltage or the fluctuation of the power supply voltage may have characteristics different from those of the present embodiment.
【0103】また、本実施の形態では、カレントミラー
回路をバイポーラ・トランジスタで構成するようにして
いるが、これはどのような素子を用いたカレントミラー
回路であってもよい。この場合、基準電圧の温度特性は
その素子により違ったものとなるので、それに適応する
ように設定すればよい。Further, in the present embodiment, the current mirror circuit is constituted by bipolar transistors, but this may be a current mirror circuit using any element. In this case, the temperature characteristics of the reference voltage differ depending on the element, and may be set so as to adapt to the temperature characteristics.
【0104】[0104]
【発明の効果】本発明による比較装置は、上記のように
構成し、特に、 (1)カレントミラー回路をバイポーラ・トランジスタ
で構成し、カレントミラー回路の入力のダイオード接続
されたトランジスタより得た温度に対して負の変化をす
る順方向電圧と、電流源と抵抗分圧部により得た温度に
対して正の変化をする電圧とを互いの温度に対する変化
を相殺するように加えた電圧に抵抗分圧部の分圧比を乗
じた値を比較手段に内蔵される基準電圧とするようにし
たことにより、1.25V以下であり、且つ温度依存性
が小さい基準電圧を提供することができる。The comparison device according to the present invention is constructed as described above. In particular, (1) the current mirror circuit is composed of bipolar transistors, and the temperature obtained from the diode-connected transistor at the input of the current mirror circuit is obtained. A forward voltage that makes a negative change with respect to the voltage and a voltage that makes a positive change with respect to the temperature obtained by the current source and the resistor voltage divider are added to the voltage added so as to cancel the change with respect to each other. By setting the value obtained by multiplying the voltage dividing ratio of the voltage dividing section as the reference voltage built in the comparing means, it is possible to provide a reference voltage of 1.25 V or less and having a small temperature dependency.
【0105】(2)カレントミラー回路をバイポーラ・
トランジスタで構成し、カレントミラー回路の入力のダ
イオード接続されたトランジスタより得た温度に対して
負の変化をする順方向電圧と、電流源と抵抗分圧部によ
り得た温度に対して正の変化をする電圧とを加えた電圧
に抵抗分圧部の分圧比を乗じた値が比較手段に内蔵され
る基準電圧とするようにしたことにより、各電圧の配合
を変えることにより、1.25V以下であり、且つ温度
特性を制御可能な基準電圧を提供することができる。(2) When the current mirror circuit is a bipolar
A forward voltage that consists of transistors and has a negative change with respect to the temperature obtained from the diode-connected transistor at the input of the current mirror circuit, and a positive change with respect to the temperature obtained by the current source and the resistor voltage divider 1.25 V or less by changing the composition of each voltage by making the value obtained by multiplying the voltage obtained by adding the voltage to be divided by the voltage dividing ratio of the resistance voltage dividing section the reference voltage built in the comparing means. And a reference voltage capable of controlling the temperature characteristic can be provided.
【0106】(3)カレントミラー回路をバイポーラ・
トランジスタで構成し、カレントミラー回路の入力のダ
イオード接続されたトランジスタより得た温度に対して
負の変化をする順方向電圧と、電流源と抵抗分圧部によ
り得た温度に対して正の変化をする電圧とを互いの温度
に対する変化を相殺するように加えた電圧に抵抗分圧部
の分圧比を乗じた値が比較手段に内蔵される基準電圧と
し、さらに可変電流発生手段の出力電流値が温度依存性
が小さい基準電圧に比例し、かつ電流値設定抵抗に反比
例した大きさに制御されるように構成したことにより、
1.25V以下であり、温度依存性が小さく、且つヒス
テリシス特性の温度依存性が小さい基準電圧を提供する
ことができる。(3) The current mirror circuit is a bipolar
A forward voltage that consists of transistors and has a negative change with respect to the temperature obtained from the diode-connected transistor at the input of the current mirror circuit, and a positive change with respect to the temperature obtained by the current source and the resistor voltage divider The value obtained by multiplying the voltage to be applied and the voltage applied so as to offset the change with respect to the temperature by the voltage dividing ratio of the resistance voltage dividing section is used as the reference voltage incorporated in the comparing means, and the output current value of the variable current generating means Is proportional to the reference voltage, which has a small temperature dependency, and is controlled to have a magnitude inversely proportional to the current value setting resistor.
It is possible to provide a reference voltage that is 1.25 V or less, has low temperature dependence, and has low temperature dependence of hysteresis characteristics.
【0107】(4)基準電圧および出力端子電圧を0.
7V以下に設定し、さらに比較手段の電流源として絶対
温度に比例し電流値設定抵抗に反比例する低電圧動作型
電流源を用い、また可変電流発生手段の電流源として出
力電流値が温度依存性が小さい基準電圧に比例し且つ電
流値設定抵抗に反比例した大きさに制御される低電圧動
作型電流源を用いるようにすれば、温度依存性が小さい
基準電圧を内蔵し、温度依存性が小さいヒステリシス特
性を有し、電源電圧を約0.9Vまで低くすることがで
きる。(4) Set the reference voltage and the output terminal voltage to 0.
7V or less, and a low voltage operation type current source which is proportional to the absolute temperature and inversely proportional to the current value setting resistor is used as the current source of the comparison means, and the output current value is temperature dependent as the current source of the variable current generation means. If a low-voltage operation type current source controlled to have a magnitude proportional to the small reference voltage and inversely proportional to the current value setting resistor is used, the reference voltage having a small temperature dependency is built in, and the temperature dependency is small. It has hysteresis characteristics and can reduce the power supply voltage to about 0.9V.
【図1】本発明の実施の形態における比較装置の構成を
示す回路図FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a comparison device according to an embodiment of the present invention.
【図2】基準電圧の説明のため図1に示す比較部の一部
を抜き出した回路を示す図であり、 (A) 図1に示す比較部の相似回路のカレントミラー
回路の入力側の方を示す図 (B) 図2の(A)の電流源21をオープンとした回
路を示す図 (C) 図2の(B)の電流源24とトランジスタ25
の部分の等価回路を示す図 (D) 図2の(B)の電流源24とトランジスタ25
と抵抗22、23の部分の等価回路を示す図 (E) 図2の(B)の電流源24とトランジスタ25
と抵抗22、23の部分の等価回路に電流源21を接続
した回路を示す図 (F) 図1に示す比較装置の基準電圧源(Vref
1、Vref2)の等価回路を示す図2A and 2B are diagrams illustrating a circuit extracted from the comparison unit illustrated in FIG. 1 for the purpose of describing a reference voltage; FIG. 2A illustrates an input side of a current mirror circuit of a similar circuit of the comparison unit illustrated in FIG. 1; (B) is a diagram showing a circuit in which the current source 21 shown in FIG. 2A is open. (C) A current source 24 and a transistor 25 shown in FIG.
(D) The current source 24 and the transistor 25 shown in FIG.
And FIG. 2E shows an equivalent circuit of a portion including the resistors 22 and 23. (E) The current source 24 and the transistor 25 shown in FIG.
FIG. 3F is a circuit diagram showing a circuit in which the current source 21 is connected to an equivalent circuit including a resistor and resistors 22 and 23. FIG.
1, an equivalent circuit of Vref2)
【図3】従来の比較装置の構成を示す回路図FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional comparison device.
1、6 電圧源 2、3 比較装置の入力端子 4、5 可変電流発生手段の出力端子 7 比較手段の出力端子 8 可変電流発生手段の入力端子 9、22、23、32 抵抗 33、61、70 抵抗 21、24、31、34、45 電流源 55、64、67、69 電流源 25、35、41、42 トランジスタ 43、44、46、51 トランジスタ 52、53、54、56 トランジスタ 57、62、63、65 トランジスタ 66、68、71、72 トランジスタ 10 基準電圧を内蔵する比較手段 20 比較部 36 比較部の出力端子 37 増幅部の入力端子 40 増幅部 50 可変電流発生手段 60 従来の比較装置 81 比較装置の入力端子 82 比較装置の出力端子 220 トランジスタ25、電流源24、抵抗22、2
3の部分の等価回路 221 トランジスタ25、電流源24、抵抗22、2
3の部分の等価回路内の等価電圧源 222 トランジスタ25、電流源24、抵抗22、2
3の部分の等価回路内の等価抵抗 250 トランジスタ25、電流源24の部分の等価回
路 251 トランジスタ25、電流源24の部分の等価回
路内の等価電圧源 252 トランジスタ25、電流源24の部分の等価回
路内の等価抵抗 500 可変電流発生手段の等価回路 501 可変電流発生手段の等価回路内の等価電流源 502 可変電流発生手段の等価回路内の等価スイッチ1, 6 Voltage source 2, 3 Input terminal of comparator 4, 5 Output terminal of variable current generator 7 Output terminal of comparator 8 Input terminal of variable current generator 9, 22, 23, 32 Resistance 33, 61, 70 Resistors 21, 24, 31, 34, 45 Current sources 55, 64, 67, 69 Current sources 25, 35, 41, 42 Transistors 43, 44, 46, 51 Transistors 52, 53, 54, 56 Transistors 57, 62, 63 , 65 Transistors 66, 68, 71, 72 Transistors 10 Comparing means having a built-in reference voltage 20 Comparing section 36 Output terminal of comparing section 37 Input terminal of amplifying section 40 Amplifying section 50 Variable current generating means 60 Conventional comparing apparatus 81 Comparative apparatus Input terminal 82 Output terminal of comparator 220 Transistor 25, current source 24, resistor 22,
3 equivalent circuit 221 transistor 25, current source 24, resistor 22, 2
Equivalent voltage source 222 in the equivalent circuit of part 3 Transistor 25, current source 24, resistor 22, 2
3 Equivalent resistance in the equivalent circuit of the part 250 250 Transistor 25, Equivalent circuit of the part of the current source 24 251 Transistor 25, Equivalent voltage source in the equivalent circuit of the part of the current source 24 252 Equivalent of the part of the transistor 25 and the part of the current source 24 Equivalent resistance in circuit 500 Equivalent circuit of variable current generating means 501 Equivalent current source in equivalent circuit of variable current generating means 502 Equivalent switch in equivalent circuit of variable current generating means
Claims (3)
手段の出力に応じて第1の値または第2の値を出力する
可変電流発生手段とからなり、前記比較手段は、カレン
トミラー回路と、前記カレントミラー回路の入力に接続
された第1の抵抗分圧部と、前記第1の抵抗分圧部の分
圧出力に電流を流す第1の電流発生部と、前記カレント
ミラー回路の入力に接続された第2の電流発生部と、前
記カレントミラー回路の出力に接続された第2の抵抗分
圧部と、前記第2の抵抗分圧部の分圧出力に電流を流す
第3の電流発生部と、前記カレントミラー回路の出力に
接続された第4の電流発生部とにより構成され、前記第
1の電流発生部および第3の電流発生部は電流値が絶対
温度に比例し且つ電流値設定抵抗に反比例した大きさに
制御されるように構成され、前記第1の電流発生部及び
第3の電流発生部の電流値設定抵抗の温度特性と前記第
1の抵抗分圧部および第2の抵抗分圧部を構成する抵抗
の温度特性とが等しくなるよう構成されたことを特徴と
する比較装置。1. A comparison means comprising a reference voltage and variable current generation means for outputting a first value or a second value in accordance with an output of the comparison means, wherein the comparison means comprises a current mirror. A first resistor voltage divider connected to an input of the current mirror circuit; a first current generator for flowing a current to a voltage divider output of the first resistor voltage divider; and a current mirror circuit A second current generating unit connected to the input of the current mirror circuit, a second resistive voltage dividing unit connected to the output of the current mirror circuit, and a second current dividing unit for supplying a current to the divided voltage output of the second resistive voltage dividing unit. 3 current generator and a fourth current generator connected to the output of the current mirror circuit, wherein the first current generator and the third current generator have a current value proportional to the absolute temperature. To be controlled in inverse proportion to the current setting resistance. And the temperature characteristics of the current setting resistors of the first and third current generating units and the temperature characteristics of the resistors constituting the first and second resistor voltage dividing units. A comparison device characterized in that they are equal to each other.
流発生手段の電流値設定抵抗に反比例した大きさに制御
されるように構成され、前記可変電流発生手段の電流値
設定抵抗の温度特性と前記第1の電流発生部および前記
第3の電流発生部の電流値設定抵抗の温度特性と前記第
1の抵抗分圧部および前記第2の抵抗分圧部を構成する
抵抗の温度特性とが等しくなるよう構成され、前記可変
電流発生手段は前記比較手段の出力に応じて第1の値ま
たは第2の値を出力するよう構成されたことを特長とす
る請求項1記載の比較装置。2. The variable current generator according to claim 1, wherein a current value of said variable current generator is controlled to a magnitude inversely proportional to a current setting resistor of said variable current generator. Characteristics, temperature characteristics of the current value setting resistors of the first current generating unit and the third current generating unit, and temperature characteristics of the resistors constituting the first resistor voltage dividing unit and the second resistor voltage dividing unit 2. The comparing device according to claim 1, wherein the variable current generating means is configured to output a first value or a second value in accordance with an output of the comparing means. .
ランジスタにより構成されることを特徴とする請求項1
または2記載の比較装置。3. The current mirror circuit according to claim 1, wherein said current mirror circuit comprises a bipolar transistor.
Or the comparison device according to 2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9010077A JPH10200345A (en) | 1997-01-06 | 1997-01-06 | Comparison device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9010077A JPH10200345A (en) | 1997-01-06 | 1997-01-06 | Comparison device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10200345A true JPH10200345A (en) | 1998-07-31 |
Family
ID=11740303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9010077A Pending JPH10200345A (en) | 1997-01-06 | 1997-01-06 | Comparison device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10200345A (en) |
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-
1997
- 1997-01-06 JP JP9010077A patent/JPH10200345A/en active Pending
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