JPH1079652A - ヒステリシスコンパレータ - Google Patents

ヒステリシスコンパレータ

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JPH1079652A
JPH1079652A JP8233186A JP23318696A JPH1079652A JP H1079652 A JPH1079652 A JP H1079652A JP 8233186 A JP8233186 A JP 8233186A JP 23318696 A JP23318696 A JP 23318696A JP H1079652 A JPH1079652 A JP H1079652A
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voltage
inverted
input signal
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Hikari Watanabe
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来回路では、ヒステリシスがかかるより前
に出力信号のレベル反転が生じるため異常出力振動が発
生するおそれがある。 【解決手段】 入力信号を基準電圧と比較して、その比
較結果を出力する比較手段と、入力信号が上昇して第1
の基準電圧となったときに比較結果が反転する前に比較
手段に供給する基準電圧を上記第1の基準電圧より低い
第2の基準電圧に切換え、比較結果が反転した後で基準
電圧を第2の基準電圧より低い第3の基準電圧に切換え
る基準電圧切換手段とを有する。このため、入力信号が
第1の基準電圧となって比較結果が反転するよりも前に
ヒステリシスをかけることができ、これによって異常出
力振動の発生を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はヒステリシスコンパ
レータに関し、ヒステリシス特性を有するコンパレータ
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来よりチャタリング防止するためヒス
テリシス特性を持つコンパレータが用いられている。例
えば特開平5−291899号には、出力端子と非反転
入力端子との間の帰還素子としてコンデンサを用い、こ
のコンデンサと非反転入力端に接続した抵抗とにより出
力端子側から見たとき微分回路を構成して、ヒステリシ
スによるパルス幅の延長分をなくしている。
【0003】ヒステリシス特性がない場合には入力信号
にノイズが含まれていると出力信号がノイズによって不
必要に振動し、所謂チャタリングが発生する。また、入
力信号にノイズが含まれてなくても、入力信号の電圧変
化が緩やかな場合には、コンパレータ出力のローレベル
/ハイレベルが切換わることでコンパレータの電源電圧
や基準電圧が変動し、コンパレータ出力が再反転する等
の異常出力振動が発生する。
【0004】図15は従来のヒステリシスコンパレータ
の一例の回路図を示す。同図中、端子10から供給され
る入力信号VIN+はトランジスタQ1 のベースに印加
される。トランジスタQ2 のベースには基準電圧VREF
として電圧VIN−が印加されトランジスタQ3 ,Q4
で差動増幅される。ここで、例えば入力信号VIN+が
ローレベルからハイレベルに変化すると、トランジスタ
7 のコレクタはハイレベルからローレベルに変化す
る。これにより、まずトランジスタQ11がオフし、トラ
ンジスタQ12がオンするので、それまで電源電圧VCC
抵抗R1 ,R2 で分圧して基準電圧VREF を得て電圧V
IN−としていたのに対し、抵抗R2 と並列に抵抗R3
が接続されるために基準電圧VREF は図16に示す如く
低下する。上記のトランジスタQ11がオフした後、トラ
ンジスタQ8 がオフし、トランジスタQ9 がオンし、ト
ランジスタQ10がオフして端子10より出力される信号
VOUTは図16に示す如くハイレベルとなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図15の回路で入力信
号VIN+がハイレベルからローレベルに変化すると、
トランジスタQ7 のコレクタはローレベルからハイレベ
ルに変化する。このとき、まずトランジスタQ8 がオン
してトランジスタQ9 がオフし、トランジスタQ 10がオ
ンして出力信号VOUTがローレベルとなる。この後、
トランジスタQ11がオンし、トランジスタQ12がオフし
て基準電圧VREF が上昇する。
【0006】この場合、出力信号VOUTのレベルが反
転した後、基準電圧VREF が変化してヒステリシスがか
かる。このようにヒステリシスがかかるより前に出力信
号のレベル反転が生じるため異常出力振動が発生するお
それがあるという問題があった。
【0007】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
入力信号の異なるレベルでヒステリシスを発生させ、ヒ
ステリシスを段階的にかけることにより、比較結果が反
転するよりも前にヒステリシスをかけて異常出力振動を
防止するヒステリシスコンパレータを提供することを目
的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、入力信号を基準電圧と比較して、その比較結果を出
力する比較手段と、上記入力信号が上昇して第1の基準
電圧となったとき上記比較結果が反転する前に上記比較
手段に供給する基準電圧を上記第1の基準電圧より低い
第2の基準電圧に切換え、上記比較結果が反転した後で
上記基準電圧を上記第2の基準電圧より低い第3の基準
電圧に切換え、かつ上記入力信号が低下して上記第3の
基準電圧となったとき上記比較結果が反転する前に上記
基準電圧を上記第2の電圧に切換え、上記比較結果が反
転した後で上記基準電圧を第1の基準電圧に切換える基
準電圧切換手段とを有する。
【0009】このように入力信号が上昇するときは比較
結果が反転する前に比較に用いる基準電圧を第1の基準
電圧から第2の基準電圧に切換え、入力信号が低下する
ときは比較結果が反転する前に比較に用いる基準電圧を
第3の基準電圧から第2の基準電圧に切換えることによ
り、入力信号が基準電圧となって比較結果が反転するよ
りも前にヒステリシスをかけることができ、これによっ
て異常出力振動の発生を防止できる。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は本発明回路の一実施例の回
路図を示す。同図中、図15と同一部分には同一符号を
付す。図1において、端子10から供給される入力信号
VIN+はPNP形トランジスタQ1 のベースに印加さ
れ、トランジスタQ1 で電圧シフトされてPNP形トラ
ンジスタQ3 のベースに印加される。また、PNP形ト
ランジスタQ2 のベースには基準電圧VREF として電圧
VIN−が印加され、トランジスタQ2 で電圧シフトさ
れてPNP形トランジスタQ4 のベースに印加される。
トランジスタQ3 ,Q4 は比較手段としての差動回路を
構成し、カレントミラー構成のNPN形トランジスタQ
5 ,Q6 は上記差動回路のトランジスタQ3 ,Q 4 の能
動負荷を形成している。トランジスタQ3 ,Q4 のエミ
ッタは共通接続されて定電流源12に接続されている。
【0011】トランジスタQ4 のコレクタはNPN形ト
ランジスタQ7 のベースに接続されている。トランジス
タQ7 はエミッタを接地され、コレクタは定電流源14
に接続されると共に抵抗R4 ,R5 ,R11夫々の一端に
接続されている。抵抗R4 ,R5 ,R11夫々の他端はN
PN形トランジスタQ8 ,Q11,Q14夫々のベースに接
続されている。トランジスタQ8 はエミッタを接地さ
れ、コレクタを定電流源16及びNPN形トランジスタ
9 のベースに接続されている。トランジスタQ 11はエ
ミッタを接地され、コレクタを定電流源18及びトラン
ジスタQ12のベースに接続されている。トランジスタQ
14はエミッタを接地され、コレクタを定電流源20及び
NPN形トランジスタQ15のベースに接続されている。
【0012】NPN形トランジスタQ9 はエミッタを接
地され、コレクタは定電流源22及び出力用のNPN形
トランジスタQ10のベースに接続されている。トランジ
スタQ10はエミッタを接地され、コレクタは抵抗R6
介して電源VCCに接続されると共に出力端子24と接続
されている。電源VCCとアースとの間には直列接続され
た抵抗R1 ,R2 が接続され、抵抗R1 ,R2 の接続点
がトランジスタQ2 のベースに接続されている。また、
NPN形トランジスタQ12はエミッタを接地され、コレ
クタは抵抗R3 を介して抵抗R1 ,R2 の接続点に接続
されており、NPN形トランジスタQ15はエミッタを接
地され、コレクタは抵抗R10を介して抵抗R1 ,R2
接続点に接続されている。
【0013】上記の抵抗R4 ,R5 ,R11は略同一の抵
抗値で、定電流源16,18,20夫々の流す電流値I
0 ,I1 ,I2 はI1 <I0 <I2 の関係とされ、トラ
ンジスタQ8 ,Q11,Q14は略同一特性とされている。
このため、トランジスタQ7のコレクタの電圧V1 を0
Vから上げて行くと、トランジスタQ8 ,Q11,Q14
略同一タイミングでオンするが、I1 <I0 <I2 であ
るためトランジスタQ 11が最初に飽和してトランジスタ
12のベース電位が下がりトランジスタQ12がオフす
る。次にトランジスタQ8 が飽和してトランジスタQ9
のベース電位が下がりトランジスタQ9 がオフする。こ
の後、トランジスタQ14が飽和してトランジスタQ15
ベース電位が下がりトランジスタQ15がオフする。この
状態から電圧V1 を下げて行くと、上記とは逆にトラン
ジスタQ15がオンし、次にトランジスタQ9 がオンし、
最後にトランジスタQ12がオンする。上記の動作を行う
ように回路が設定されている。
【0014】図1の回路全体の動作について説明する
に、入力信号VIN+がローレベルからハイレベルに変
化するとトランジスタQ7 がオンして、そのコレクタの
電圧V 1 は略0Vとなる。これによりトランジスタ
8 ,Q11,Q14は略同一タイミングでオフするが、I
1 <I0 <I2 であるため、前述の如く最初にトランジ
スタQ15がオンし、次にトランジスタQ9 がオンし、最
後にトランジスタQ12がオンする。
【0015】上記のトランジスタQ9 ,Q12,Q15が全
てオフの状態では電源電圧VCCを抵抗R1 ,R2 で分圧
した第1の基準電圧VREF0が電圧VIN−としてトラン
ジスタQ2 のベースに印加されているが、最初のトラン
ジスタQ15のオンにより抵抗R2 と並列に抵抗R10が接
続され図2に示すように基準電圧は第2の基準電圧V
REF1(VREF1<VREF0)に低下してヒステリシスがかか
る。これによって電圧V 1 は急速に低下し、次のトラン
ジスタQ9 がオンすることにより図2に示すようにトラ
ンジスタQ9 のコレクタ電圧V2 はハイレベルからロー
レベルに反転し、出力端子24の出力信号VOUTはロ
ーレベルからハイレベルに反転する。このときは既にヒ
ステリシスがかかっているので異常出力振動が生じるこ
とはない。最後にトランジスタQ12がオンすることによ
り抵抗R2 と並列に抵抗R10及びR 3 が接続され図2に
示すように基準電圧は第3の基準電圧VREF2(VREF2
RE F1)に低下する。
【0016】次に、入力信号VIN+がハイレベルから
ローレベルに変化するとトランジスタQ7 がオフして、
電圧V1 は略0Vから上昇する。これによりトランジス
タQ 8 ,Q11,Q14は略同一タイミングでオンするが、
1 <I0 <I2 であるため、前述の如く最初にトラン
ジスタQ12がオフし、次にトランジスタQ9 がオフし、
最後にトランジスタQ15がオフする。
【0017】上記のトランジスタQ9 ,Q12,Q15が全
てオンの状態では基準電圧VREF2が電圧VIN−として
トランジスタQ2 のベースに印加されているが、最初の
トランジスタQ12のオンにより抵抗R3 の接続が遮断さ
れ抵抗R2 と並列に抵抗R10のみが接続され図2に示す
ように基準電圧は第3の基準電圧VREF2から第2の基準
電圧VREF1(VREF2<VREF1)に上昇してヒステリシス
がかかる。これによって電圧V1 は急速に上昇し、次の
トランジスタQ9 がオフすることにより図2に示すよう
にトランジスタQ9 のコレクタ電圧V2 はローレベルか
らハイレベルに反転し、出力端子24の出力信号VOU
Tはハイレベルからローレベルに反転する。このときは
既にヒステリシスがかかっているので異常出力振動が生
じることはない。最後にトランジスタQ15がオフするこ
とにより抵抗R2 から抵抗R10の接続が遮断され図2に
示すように基準電圧は第1の基準電圧VREF0(VREF1
REF0)に上昇する。
【0018】上記の抵抗R1 〜R11と、トランジスタQ
8 ,Q9 ,Q11〜Q15と定電流源16〜20で基準電圧
切換手段が構成されている。これによって、入力信号V
IN+がローレベルからハイレベルに立上るときは図3
に示す如く入力信号VIN+が基準電圧VREF0を越えた
とき出力信号VOUTが反転してハイレベルとなり、ハ
イレベルからローレベルに立下るときは入力信号VIN
+が基準電圧VREF2未満となったときに出力信号VOU
Tが反転してローレベルとなってヒステリシス特性が得
られる。また、入力信号VIN+が立上るときも立下る
ときも、まず基準電圧が切換ってヒステリシスがかかっ
た後で出力信号が反転するため、入力信号VIN+が立
上るときも立下るときも常に異常出力振動を防止でき
る。
【0019】ところで、基準電圧VREF の切換えは図1
のように抵抗R2 と並列に抵抗R3,R10夫々を接続又
は遮断する構成に限らず、例えば図4,図5に示す構成
としても良い。図4では電源VCCとアースとの間に直列
接続された抵抗R12,R13,R14,R15を接続する。ト
ランジスタQ12のコレクタを抵抗R13,R14の接続点に
接続し、そのエミッタを接地し、トランジスタQ15のコ
レクタを抵抗R14,R 15の接続点に接続し、そのエミッ
タを接地しており、抵抗R12,R13の接続点から取り出
した基準電圧VREF をトランジスタQ2 のベースに印加
する。この場合、トランジスタQ12,Q15が共にオフの
状態からトランジスタQ15をオンすることによって基準
電圧VREF は低下し、更にトランジスタQ12をオンする
ことによって基準電圧VREF はより低下する。
【0020】図5では電源VCCとアースとの間に直列接
続された抵抗R16,R17,R18を接続する。トランジス
タQ12のコレクタを抵抗R19を介して抵抗R16,R17
接続点に接続し、そのエミッタを接地し、トランジスタ
15のコレクタを抵抗R17,R18の接続点に接続し、そ
のエミッタを接地しており、抵抗R16,R17の接続点か
ら取り出した基準電圧VREF をトランジスタQ2 のベー
スに印加する。この場合、トランジスタQ12,Q15が共
にオフの状態からトランジスタQ15をオンすることによ
って基準電圧VREF は低下し、更にトランジスタQ12
びQ15をオンすることによって基準電圧VREF はより低
下する。
【0021】また、出力信号の取り出しはトランジスタ
8 〜Q10及び定電流源16,22を用いる代わりに、
図6に示すようなインバータ26及びノア回路28,3
0でRSフリップフロップ32を構成して端子34から
出力信号VOUTを取り出しても良い。図6において
は、トランジスタQ7 のコレクタの電圧V1 がハイレベ
ルからローレベルに変化するとき、トランジスタQ15
びQ12がオンして基準電圧が図2に示すVREF2となった
時点でノア回路30の入力がハイレベルとなりRSフリ
ップフロップ32がセットされて端子34からハイレベ
ルの信号VOUTが出力される。これとは逆に電圧V1
がローレベルからハイレベルに変化するとき、トランジ
スタQ12及びQ15がオフして基準電圧が図2に示すV
REF0となった時点でインバータ26の入力がローレベ
ル、つまりノア回路28の入力がハイレベルとなりRS
フリップフロップ32がリセットされて端子34からロ
ーレベルの信号VOUTが出力される。
【0022】次に図1の回路の変形例について説明す
る。図1の回路で回路全体のゲインが高い場合には、基
準電圧VREF0,VREF1,VREF2夫々の間の差が1mV以
下となってしまう場合があり、充分に早くヒステリシス
がかからないことがある。このような場合には図7,図
8,図9夫々に示すように回路構成を変形して対処す
る。
【0023】図7に示す回路では、図1におけるトラン
ジスタQ7 及び定電流源14を除去して回路のゲインを
下げている。この場合、トランジスタQ7 による信号の
反転が無いため、トランジスタQ6 のコレクタに対して
信号が反転しているトランジスタQ7 のコレクタを抵抗
4 ,R5 ,R11夫々の一端に接続している。
【0024】図8に示す回路ではトランジスタQ5 ,Q
6 をカレントミラー構成にするのではなく、トランジス
タQ6 ,Q7 でカレントミラー回路を構成する。これに
よってトランジスタQ7 のコレクタ電流をトランジスタ
6 のコレクタ電流と同一とし、図1のようにトランジ
スタQ7 による増幅を行わないでゲインを下げている。
【0025】図9に示す回路では図8に示す回路と同様
にトランジスタQ6 ,Q7 でカレントミラー回路を構成
し、更にトランジスタQ7 とエミッタ及びコレクタ夫々
を共通接続したNPN形トランジスタQ16を設け、トラ
ンジスタQ16のベース・コレクタ間に抵抗R16を接続し
てトランジスタQ7 のコレクタ電流を図8の回路に比べ
て低下させ、更にゲインを下げている。
【0026】なお、図8,図9におけるダイオード接続
されたトランジスタQ5 はトランジスタQ6 とのバラン
スをとるために存在しているので、このトランジスタQ
5 は削除しても良い。上記の図7,図8,図9のような
回路構成とすることにより、基準電圧VREF0とVREF1
の差、及び基準電圧VREF1とVREF2との差夫々を数mV
から数十mV以上にすることができ、充分に早くヒステ
リシスがかかるようにすることができる。
【0027】図10は本発明回路の他の実施例の回路図
を示す。同図中、図1と同一部分には同一符号を付す。
図10において、端子10から供給される入力信号VI
N+はPNP形トランジスタQ1 のベースに印加され、
トランジスタQ1 で電圧シフトされてPNP形トランジ
スタQ3 のベースに印加される。また、PNP形トラン
ジスタQ2 のベースには基準電圧VREF として電圧VI
N−が印加され、トランジスタQ2 で電圧シフトされて
PNP形トランジスタQ4 のベースに印加される。トラ
ンジスタQ3 ,Q4 は比較手段としての差動回路を構成
し、カレントミラー構成のNPN形トランジスタQ5
6 は上記差動回路のトランジスタQ3,Q4 の能動負
荷を形成している。トランジスタQ3 ,Q4 のエミッタ
は共通接続されて定電流源12に接続されている。トラ
ンジスタQ5 のコレクタ・エミッタ間には抵抗R30が接
続され、上記差動回路の対称性つまりバランスを向上さ
せている。これは後述の抵抗R31,R32等の追加により
バランスが悪化してオフセットが発生するのを防止する
ためであるが、バランスの悪化の心配がなければ不要で
あり、更にバランスをとるためダイオードや抵抗を組み
合わせて追加しても良い。
【0028】トランジスタQ4 のコレクタには抵抗
4 ,R5 ,R11夫々の一端が接続されている。抵抗R
4 ,R5 ,R11夫々の他端はNPN形トランジスタ
8 ,Q11,Q14夫々のベースに接続されている。トラ
ンジスタQ8 はエミッタを接地され、コレクタを定電流
源16及びNPN形トランジスタQ10のベースに接続さ
れており、ベース・エミッタ間には抵抗R31が接続され
ている。トランジスタQ11はエミッタを接地され、コレ
クタを抵抗R33の一端に接続されている。トランジスタ
14はエミッタを接地され、コレクタを抵抗R34の一端
に接続されており、ベース・エミッタ間には抵抗R32
接続されている。
【0029】トランジスタQ10はエミッタを接地され、
コレクタは抵抗R6 を介して電源V CCに接続されると共
に出力端子36と接続されている。電源VCCとアースと
の間には直列接続された抵抗R1 ,R2 が接続され、抵
抗R1 ,R2 の接続点がトランジスタQ2 のベースに接
続されている。また、抵抗R33,R34夫々の他端が抵抗
1 ,R2 の接続点に接続されている。
【0030】ここで、トランジスタQ8 のオン特性につ
いて考える。トランジスタQ6 のコレクタの電圧をV10
とすると、この電圧V10は抵抗R4 ,R31で分圧されて
トランジスタQ8 のベースに印加され、次式を満足する
ときトランジスタQ8 がオンして、出力端子24はロー
レベルとなる。
【0031】
【数1】
【0032】但し、I10はオン時のトランジスタQ8
コレクタ電流、Is はトランジスタQ 8 の逆方向飽和電
流、VT は熱電圧kT/qであり、ベース電流は充分に
小さいとする。従って、
【0033】
【数2】
【0034】上記のVTH10がトランジスタQ8 の閾値電
圧である。トランジスタQ14についても電圧V10が抵抗
11,R32で分圧されてベースに印加され、トランジス
タQ11についてもベース・エミッタ間が開放(無限大抵
抗)されて電圧V10が抵抗R5と無限大抵抗を介してベ
ースに印加されているため、トランジスタQ8 と同様に
考えることができる。
【0035】このため、トランジスタQ8 ,Q11,Q14
夫々が同一特性であり、Is ,VTが同一としたとき、
4 =R5 =R11,R32>R31,I11≦I10≦I12の関
係となるように設定することにより、VTH11<VTH10
TH12の関係を得ることができる。なお、I11,I12
トランジスタQ11,Q14夫々のオン時のコレクタ電流、
TH11,VTH12はトランジスタQ11,Q14夫々の閾値電
圧である。
【0036】図10の動作について説明するため、その
主要部を図11(A)に示す。但し、図11(A)では
トランジスタQ19のベース・エミッタ間に抵抗R35を接
続しており、この抵抗R35の抵抗値を無限大とすると図
10と同一である。入力信号VIN+がハイレベルから
ローレベルに変化すると、トランジスタQ6 のコレクタ
の電圧V10はハイレベルからローレベルに変化する。ト
ランジスタQ11,Q8,Q14はVTH11<VTH10<VTH12
の関係にあるため、まず、トランジスタQ11がオフし、
抵抗R33が抵抗R2 及びR34との並列接続を遮断される
ために、図11(B)に示すように基準電圧は第3の基
準電圧VREF2から第2の基準電圧VREF1に上昇してヒス
テリシスがかかる。次にトランジスタQ8 がオフしてト
ランジスタQ8 のコレクタの電圧V20は図11(B)に
示すようにローレベルからハイレベルに変化する。更に
トランジスタQ14がオフし、抵抗R34が抵抗R2 との並
列接続を遮断されるために、基準電圧は第2の基準電圧
REF1から第1の基準電圧VREF0に上昇する。
【0037】次に入力信号VIN+がローレベルからハ
イレベルに変化すると、トランジスタQ6 のコレクタの
電圧V10はローレベルからハイレベルに変化する。トラ
ンジスタQ11,Q8 ,Q14はVTH11<VTH10<VTH12
関係にあるため、まず、トランジスタQ14がオンし、抵
抗R34が抵抗R2 と並列接続されるために、図11
(B)に示すように基準電圧は第1の基準電圧VREF0
ら第2の基準電圧VREF1に低下してヒステリシスがかか
る。次にトランジスタQ8 がオンして電圧V20は図11
(B)に示すようにハイレベルからローレベルに変化す
る。更にトランジスタQ11がオンし、抵抗R33が抵抗R
2 及びR34と並列接続されるために、基準電圧は第2の
基準電圧VREF1から第3の基準電圧VREF2に低下する。
【0038】これによって、入力信号VIN+がローレ
ベルからハイレベルに立上るときは電圧V10が閾値電圧
TH11を越えたとき電圧V20が反転してローレベルとな
り、入力信号VIN+がハイレベルからローレベルに立
下るときは電圧V10が閾値電圧VTH12未満となったとき
に電圧V20が反転してハイレベルとなってヒステリシス
特性が得られる。また、入力信号VIN+が立上るとき
も立下るときも、まず基準電圧が切換ってヒステリシス
がかかった後で出力信号が反転するため、入力信号VI
N+が立上るときも立下るときも常に異常出力振動を防
止できる。
【0039】なお、図11(A)において、抵抗R35
削除しても良いことは前述の通りであるが、プルダウン
抵抗R31,R32,R35夫々は定電流源に置き換えても良
い。図12は図10の回路の変形例を示す。図12にお
いては、トランジスタQ1,Q2 を削除して差動回路の
入力をPNP形トランジスタQ3 ,Q4 夫々1段として
いる。これはもちろん、図12と同様に2段のPNP形
トランジスタQ1 〜Q4 で構成しても良く、更に例えば
NPNトランジスタを用いた他の形式としても良い。ま
た、トランジスタQ5 のコレクタをNPN形トランジス
タQ17のベースに接続し、トランジスタQ17のエミッタ
を接地し、コレクタを定電流源37に接続することによ
り、トランジスタQ5 のコレクタ出力をトランジスタQ
17で反転増幅している。このトランジスタQ17のコレク
タ電圧が電圧V10として抵抗R 4 ,R5 ,R11に印加さ
れる。
【0040】図13,図14は本発明回路のMOSトラ
ンジスタを用いた実施例の回路図を示す。図13におい
て、端子40から供給される入力信号VIN+はPチャ
ネルMOSトランジスタQ21のゲートに印加される。ま
た、PチャネルMOSトランジスタQ22のゲートには基
準電圧VREF として電圧VIN−が印加される。トラン
ジスタQ21,Q22は差動回路を構成し、カレントミラー
構成のNチャネルMOSトランジスタQ23,Q24は上記
差動回路のトランジスタQ21,Q22の電流源である。ト
ランジスタQ21,Q22のソースは共通接続されて定電流
源42に接続されている。トランジスタQ22のドレイン
はNチャネルMOSトランジスタQ25のゲートに接続さ
れている。トランジスタQ25はドレインを定電流源44
及びインバータ46,48,50夫々の入力端子に接続
され、ソースを接地されている。
【0041】インバータ46,48,50夫々の閾値V
TH0,VTH1,VTH2はVTH1<VTH0<V
TH2の関係に設定されている。インバータ46の出力
端子は端子52に接続され、インバータ48の出力端子
はNチャネルMOSトランジスタQ26のゲートに接続さ
れ、インバータ50の出力端子はPチャネルMOSトラ
ンジスタQ27のゲートに接続されている。トランジスタ
26のソースは接地され、ドレインはトランジスタQ27
のドレイン及び抵抗R22の一端に接続されている。トラ
ンジスタQ27のソースは電源VCCに接続されている。電
源VCCとアースとの間には直列接続された抵抗R20,R
21が接続され、R20,R21の接続点は抵抗R22の他端に
接続されると共にトランジスタQ22のゲートに接続され
ている。
【0042】ここで入力信号VIN+がローレベルから
ハイレベルに変化してトランジスタQ25のドレインの電
圧V1 がハイレベルからローレベルに低下すると、まず
インバータ50の出力がローレベルからハイレベルに反
転する。これによりトランジスタQ27がオンからオフと
なり、抵抗R20と並列に接続されていた抵抗R23が遮断
され基準電圧VREF は低下してヒステリシスがかかる。
次にインバータ46の出力VOUTがローレベルからハ
イレベルに反転する。このときは既にヒステリシスがか
かっているので異常出力振動が生じることはない。最後
にインバータ48の出力がローレベルからハイレベルに
反転してトランジスタQ26がオフからオンして基準電圧
REF は更に低下する。
【0043】次に入力信号VIN+がハイレベルからロ
ーレベルに変化してトランジスタQ 25のドレインの電圧
1 がローレベルからハイレベルに上昇すると、まずイ
ンバータ48の出力がハイレベルからローレベルに反転
する。これによりトランジスタQ26がオンからオフとな
り、基準電圧VREF は上昇してヒステリシスがかかる。
次にインバータ46の出力VOUTがハイレベルからロ
ーレベルに反転する。このときは既にヒステリシスがか
かっているので異常出力振動が生じることはない。最後
にインバータ50の出力がハイレベルからローレベルに
反転してトランジスタQ27がオフからオンして基準電圧
REF は更に上昇する。
【0044】図14において、端子40から供給される
入力信号VIN+はPチャネルMOSトランジスタQ21
のゲートに印加される。また、PチャネルMOSトラン
ジスタQ22のゲートには基準電圧VREF として電圧VI
N−が印加される。トランジスタQ21,Q22は差動回路
を構成し、カレントミラー構成のNチャネルMOSトラ
ンジスタQ23,Q24は上記差動回路のトランジスタ
21,Q22の能動負荷を形成している。トランジスタQ
21,Q22のソースは共通接続されて定電流源42に接続
されている。トランジスタQ22のドレインはPチャネル
MOSトランジスタQ25のゲートに接続されている。ト
ランジスタQ25はドレインを定電流源44及びインバー
タ54の入力端子に接続され、ソースを接地されてい
る。
【0045】インバータ54の出力端子はNチャネルM
OSトランジスタQ26のゲート及びPチャネルMOSト
ランジスタQ27のゲートに接続されている。トランジス
タQ 26のソースは接地され、ドレインは直列接続された
抵抗R24,R23を介してトランジスタQ27のドレインに
接続されている。トランジスタQ27のソースは電源V CC
に接続されている。電源VCCとアースとの間には直列接
続された抵抗R20,R 21が接続され、R20,R21の接続
点は抵抗R23,R24の接続点に接続されると共にトラン
ジスタQ22のゲートに接続されている。更にインバータ
54の出力端子はインバータ56,58を介して出力端
子60に接続されている。
【0046】ところで、インバータ56の閾値VTH0
はNチャネルMOSトランジスタQ 26の閾値VTHN,
PチャネルMOSトランジスタQ27の閾値VTHPに対
して次の関係に設定されている。 VTHN<VTH0<Vcc−VTHP なお、インバータ56をCMOS回路で構成すると通常
上記の関係となる。
【0047】ここで入力信号VIN+がローレベルから
ハイレベルに変化してトランジスタQ25のドレインの電
圧V1 がハイレベルからローレベルに上昇すると、まず
インバータ54の出力がローレベルからハイレベルに反
転する。これによりトランジスタQ26がオフからオンと
なり、抵抗R24が抵抗R21と並列に接続され基準電圧V
REF は低下してヒステリシスがかかる。次にインバータ
56の出力がハイレベルからローレベルに反転してイン
バータ58の出力VOUTがローレベルからハイレベル
に反転する。このときは既にヒステリシスがかかってい
るので異常出力振動が生じることはない。最後にトラン
ジスタQ27がオンからオフして基準電圧VREF は更に低
下する。
【0048】次に入力信号VIN+がハイレベルからロ
ーレベルに変化してトランジスタQ 25のソースの電圧V
1 がローレベルからハイレベルに上昇すると、まずイン
バータ54の出力がハイレベルからローレベルに反転す
る。これによりトランジスタQ27がオフからオンとな
り、基準電圧VREF は上昇してヒステリシスがかかる。
次にインバータ56の出力がローレベルからハイレベル
に反転してインバータ58の出力VOUTがハイレベル
からローレベルに反転する。このときは既にヒステリシ
スがかかっているので異常出力振動が生じることはな
い。最後にトランジスタQ26がオンからオフして基準電
圧VREF は更に上昇する。
【0049】
【発明の効果】上述の如く、請求項1に記載の発明は、
入力信号を基準電圧と比較して、その比較結果を出力す
る比較手段と、上記入力信号が上昇して第1の基準電圧
となったとき上記比較結果が反転する前に上記比較手段
に供給する基準電圧を上記第1の基準電圧より低い第2
の基準電圧に切換え、上記比較結果が反転した後で上記
基準電圧を上記第2の基準電圧より低い第3の基準電圧
に切換え、かつ上記入力信号が低下して上記第3の基準
電圧となったとき上記比較結果が反転する前に上記基準
電圧を上記第2の電圧に切換え、上記比較結果が反転し
た後で上記基準電圧を第1の基準電圧に切換える基準電
圧切換手段とを有する。
【0050】このように入力信号が上昇するときは比較
結果が反転する前に比較に用いる基準電圧を第1の基準
電圧から第2の基準電圧に切換え、入力信号が低下する
ときは比較結果が反転する前に比較に用いる基準電圧を
第3の基準電圧から第2の基準電圧に切換えることによ
り、入力信号が基準電圧となって比較結果が反転するよ
りも前にヒステリシスをかけることができ、これによっ
て異常出力振動の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の回路図である。
【図2】本発明の特性図である。
【図3】本発明の特性図である。
【図4】図1の回路の一部変形例の回路図である。
【図5】図1の回路の一部変形例の回路図である。
【図6】図1の回路の一部変形例の回路図である。
【図7】本発明の回路図である。
【図8】本発明の回路図である。
【図9】本発明の回路図である。
【図10】本発明の回路図である。
【図11】本発明の要部の回路図及び特性図である。
【図12】本発明の回路図である。
【図13】本発明の回路図である。
【図14】本発明の回路図である。
【図15】従来回路の回路図である。
【図16】図15の回路の特性図である。
【符号の説明】
1 〜Q16 トランジスタ Q21〜Q27 MOSトランジスタ R1 〜R24 抵抗 12〜22,42,44 定電流源 46,48,50,54 インバータ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号を基準電圧と比較して、その比
    較結果を出力する比較手段と、 上記入力信号が上昇して第1の基準電圧となったとき上
    記比較結果が反転する前に上記比較手段に供給する基準
    電圧を上記第1の基準電圧より低い第2の基準電圧に切
    換え、上記比較結果が反転した後で上記基準電圧を上記
    第2の基準電圧より低い第3の基準電圧に切換え、かつ
    上記入力信号が低下して上記第3の基準電圧となったと
    き上記比較結果が反転する前に上記基準電圧を上記第2
    の電圧に切換え、上記比較結果が反転した後で上記基準
    電圧を第1の基準電圧に切換える基準電圧切換手段とを
    有することを特徴とするヒステリシスコンパレータ。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1235348A1 (en) * 2001-02-14 2002-08-28 Siemens Aktiengesellschaft Hysteresis circuit
JP2006279765A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Toshiba Microelectronics Corp ヒステリシスコンパレータ
KR100735495B1 (ko) * 2005-08-02 2007-07-04 삼성전기주식회사 히스테리시스 특성을 갖는 전압비교회로
US7417471B2 (en) 2005-08-02 2008-08-26 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Voltage comparator having hysteresis characteristics
JP2012049750A (ja) * 2010-08-26 2012-03-08 Toshiba Corp ヒステリシスコンパレータ

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