JPS633270A - 電圧レベル検出回路 - Google Patents
電圧レベル検出回路Info
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- JPS633270A JPS633270A JP14778886A JP14778886A JPS633270A JP S633270 A JPS633270 A JP S633270A JP 14778886 A JP14778886 A JP 14778886A JP 14778886 A JP14778886 A JP 14778886A JP S633270 A JPS633270 A JP S633270A
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- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、電源電圧が任意の′電圧レベルに達したこと
を検出する電圧レベル検出回路に関するものである。
を検出する電圧レベル検出回路に関するものである。
携帯型の電子機器は内蔵の電源を持っているが軽量、小
型化のため超小型の電池を用いることが多い。例えば電
子腕時計の様な多様なデザインの要求に答えるべく薄く
小さく設計することが要求される場合、ボタン型あるい
はコイン型の超小型電池を用いる。このとき電子時計回
路は徹底的な低消費電流に設計し電池を小さく寿命の長
いものにできる様に設計されており約2〜3年の電池寿
命を持っている。電子腕時計では使用環境やアラーム、
クロノタイマーなどの付加機能の使用状況の違いによっ
て電池の寿命は一定ではない。従って電池の寿命が近づ
いたことをユーザが知ることができるならば電子腕時計
がユーザの知らない間に止まることを防ぎ新しい電池と
交喚する必要を知ることができる。
型化のため超小型の電池を用いることが多い。例えば電
子腕時計の様な多様なデザインの要求に答えるべく薄く
小さく設計することが要求される場合、ボタン型あるい
はコイン型の超小型電池を用いる。このとき電子時計回
路は徹底的な低消費電流に設計し電池を小さく寿命の長
いものにできる様に設計されており約2〜3年の電池寿
命を持っている。電子腕時計では使用環境やアラーム、
クロノタイマーなどの付加機能の使用状況の違いによっ
て電池の寿命は一定ではない。従って電池の寿命が近づ
いたことをユーザが知ることができるならば電子腕時計
がユーザの知らない間に止まることを防ぎ新しい電池と
交喚する必要を知ることができる。
電子腕時計に於ては、電池電圧が低下しである電圧レベ
、ルよりも小さくなったことを電圧レベル検出回路が検
出すると電圧レベル検出回路から検比信号が発せられ、
ユーザに判る様な表示をおこない電池の寿命が近づいた
ことを知らせる必要がある0 この様な背景から従来第2図の様な電圧レベル検出回路
が提案されていた。
、ルよりも小さくなったことを電圧レベル検出回路が検
出すると電圧レベル検出回路から検比信号が発せられ、
ユーザに判る様な表示をおこない電池の寿命が近づいた
ことを知らせる必要がある0 この様な背景から従来第2図の様な電圧レベル検出回路
が提案されていた。
第2図に示した電圧レベル検出回路の動作原理を第5図
、第6図、第7図を用いて説明する。第2図に於て1a
は基本的な電圧レベル検出回路、2は非線型抵抗素子で
あるNチャネル型MOSトランジスタ(以下NTrと略
記する)、6−4.5はインバータ、6は検出状態を信
号グの立上りで読み込んでラッチするDタイプフリップ
フロノブ(以下D−FFと略記)、Rは検出レベル設定
用抵抗、Vmは電圧レベル検出回路1aが電圧レベルを
検出しようとしている電源である。
、第6図、第7図を用いて説明する。第2図に於て1a
は基本的な電圧レベル検出回路、2は非線型抵抗素子で
あるNチャネル型MOSトランジスタ(以下NTrと略
記する)、6−4.5はインバータ、6は検出状態を信
号グの立上りで読み込んでラッチするDタイプフリップ
フロノブ(以下D−FFと略記)、Rは検出レベル設定
用抵抗、Vmは電圧レベル検出回路1aが電圧レベルを
検出しようとしている電源である。
第2図に於てスイッチパルスPsがVddレベルである
ならばインバータ5を介してN T r 2のゲート信
号PgはVssレベルで、前記N T r ’1は0F
FuておりNTr2のドレイン信号PdはVddレベル
である。ドレイン信号Pdはインバータ4.5を介して
D−FF6のデータ入力りに入力されるので前記データ
入力りはVddレベルになる。このとき力″−電圧レベ
ル検出回路1aの非動作時であり回路消費電流は非常に
少ない。
ならばインバータ5を介してN T r 2のゲート信
号PgはVssレベルで、前記N T r ’1は0F
FuておりNTr2のドレイン信号PdはVddレベル
である。ドレイン信号Pdはインバータ4.5を介して
D−FF6のデータ入力りに入力されるので前記データ
入力りはVddレベルになる。このとき力″−電圧レベ
ル検出回路1aの非動作時であり回路消費電流は非常に
少ない。
次に電源Vmの電圧レベルが電圧レベル検出の設定値よ
りも大きいときの動作を説明する。スイッチパルスPs
が供給され第5図のS、〜S2のタイミングでVssレ
ベルのとき、インバータ6を介してNT r 2のゲー
ト信号PgはVddレベルとなりNT r 2はONす
る。第6図の曲線¥2は電源Vmの電圧レベル■2が電
圧レベル検出の設定値V、よりも大きいときの、ゲート
信号pgがVddレベルに於けるNTr2のON時のド
レイン・ソース間電圧とドレイン電流の特性曲線(以下
Vd5−Id特性と略記)である。第6図の負荷線g2
は電源Vmの電圧レベルが■2のときのN T r ’
lと検出レベル設定用抵抗Rとの直列接続での検出レベ
ル設定用抵抗Rの負荷線である。
りも大きいときの動作を説明する。スイッチパルスPs
が供給され第5図のS、〜S2のタイミングでVssレ
ベルのとき、インバータ6を介してNT r 2のゲー
ト信号PgはVddレベルとなりNT r 2はONす
る。第6図の曲線¥2は電源Vmの電圧レベル■2が電
圧レベル検出の設定値V、よりも大きいときの、ゲート
信号pgがVddレベルに於けるNTr2のON時のド
レイン・ソース間電圧とドレイン電流の特性曲線(以下
Vd5−Id特性と略記)である。第6図の負荷線g2
は電源Vmの電圧レベルが■2のときのN T r ’
lと検出レベル設定用抵抗Rとの直列接続での検出レベ
ル設定用抵抗Rの負荷線である。
第5図のスイッチパルスが供給されS、〜S2のタイミ
ングでNTr2がON状態のととドレイン信号Pdの電
圧レベルは第6図の曲線Y2と負荷線g2の交点の電圧
レベルV。である。このとき電源Vmの電圧レベルがv
2のときのインバータ4のスレシーホールドレベルが■
2/2で第6図のV′2である。このためPdの電圧レ
ベル■。はインバータ4のスレシュホールドを越えるの
でインバータ5を介してD−FF6のD入力はVssレ
ベルに変化する。第5図の信号りのd1〜d2が前記D
−FF6のD入力の信号であり、信号PsのS1〜S2
との位相差tl、t2はインバータ6.4.5並びにゲ
ート信号Pgからドレイン信号Pdへの処理時間である
。
ングでNTr2がON状態のととドレイン信号Pdの電
圧レベルは第6図の曲線Y2と負荷線g2の交点の電圧
レベルV。である。このとき電源Vmの電圧レベルがv
2のときのインバータ4のスレシーホールドレベルが■
2/2で第6図のV′2である。このためPdの電圧レ
ベル■。はインバータ4のスレシュホールドを越えるの
でインバータ5を介してD−FF6のD入力はVssレ
ベルに変化する。第5図の信号りのd1〜d2が前記D
−FF6のD入力の信号であり、信号PsのS1〜S2
との位相差tl、t2はインバータ6.4.5並びにゲ
ート信号Pgからドレイン信号Pdへの処理時間である
。
信号りのd、〜d2のタイミング中にスイッチパルスP
sの立上りS2がD−FF6の鎚入力に入るのでD−F
F6の出力信号OutはVssレベルになり電源Vmの
電圧レベルが電圧レベル検出の設定値より大きいことを
示す。
sの立上りS2がD−FF6の鎚入力に入るのでD−F
F6の出力信号OutはVssレベルになり電源Vmの
電圧レベルが電圧レベル検出の設定値より大きいことを
示す。
次に電源Vmの電圧レベルが小さくなり電圧レベル検出
の設定値と等しくなったときの動作を説明する。
の設定値と等しくなったときの動作を説明する。
スイッチパルスPsが供給され第5図の83〜S、のタ
イミングでVssレベルのトキインバータ6を介してN
T r 2のゲート信号PgはVddレベルになりN
Tr2はON状態になる。
イミングでVssレベルのトキインバータ6を介してN
T r 2のゲート信号PgはVddレベルになりN
Tr2はON状態になる。
第6図の曲線Y、は電源Vmの電圧レベルが電圧レベル
検出の設定値レベル■1と等しいときのVd5−Id特
性である。負荷線g、は電圧レベルv1のときの検出レ
ベル設定用抵抗Rの負荷線で負荷線g2とは傾きが等し
い。第5図の83〜S4のタイミングでNTr2がON
状態のときドレイン信号Pdの電圧レベルは第6図の曲
線¥1と負荷線g1 との交点の電圧レベルV’1
となる。
検出の設定値レベル■1と等しいときのVd5−Id特
性である。負荷線g、は電圧レベルv1のときの検出レ
ベル設定用抵抗Rの負荷線で負荷線g2とは傾きが等し
い。第5図の83〜S4のタイミングでNTr2がON
状態のときドレイン信号Pdの電圧レベルは第6図の曲
線¥1と負荷線g1 との交点の電圧レベルV’1
となる。
電源■mが電圧レベルV1のときのインバータ4のスレ
シュホールドレベルがVl/2で第6図のv′、である
。
シュホールドレベルがVl/2で第6図のv′、である
。
すなわちドレイン信号Pdの電圧レベルとインバータ4
のスレシュホールドレベルはともKt圧レしルV′1
で等しくなる。さらに電源Vmの電圧レベルが小さくな
ると、前述のごとくドレイン信号Pdのレベルはインバ
ータ4のスレシュホールドレベルV’1 を越えられな
いのでインバータ4.5を介してD−FF6のD入力は
Vddレペルニなる。そして第5図の信号Psの立上り
B4でD−FF6はD入力のVddレベルを読み込み出
力端子Qの信号Outはqlの様にVddレベルに立上
る。信号OutがVddレベルであるから電圧レベル検
出の設定値より電源Vmの電圧レベルが小さいことを示
す。
のスレシュホールドレベルはともKt圧レしルV′1
で等しくなる。さらに電源Vmの電圧レベルが小さくな
ると、前述のごとくドレイン信号Pdのレベルはインバ
ータ4のスレシュホールドレベルV’1 を越えられな
いのでインバータ4.5を介してD−FF6のD入力は
Vddレペルニなる。そして第5図の信号Psの立上り
B4でD−FF6はD入力のVddレベルを読み込み出
力端子Qの信号Outはqlの様にVddレベルに立上
る。信号OutがVddレベルであるから電圧レベル検
出の設定値より電源Vmの電圧レベルが小さいことを示
す。
第7図は電圧レベル検出回路の検出レベル設定用抵抗R
の抵抗値と電源電圧の検出レベルの関係を示す図である
が、曲線X1を例にとると、NTr2の任意のトランジ
スタ特性によって特性曲線X1が決まる。検出すべき電
源電圧は検出レベル設定用抵抗Rを可変することにより
変化し、X、のような曲線になる。例えば検出レベル設
定用抵抗Rをrlとすると電源電圧がV3より高ければ
第2図に於けるOut信号はVssレベルで非検出状態
である。また電源電圧がV3よりも低ければ○ut信号
はVddレベルで検出状態である。このように検出レベ
ル設定用抵抗Rを可変して設定したい検出レベルでOu
t信号が検出状態と非検出状態に切換わるように設定す
る。検出レベル設定用抵抗Rを大きくすると検出レベル
は低くなる。
の抵抗値と電源電圧の検出レベルの関係を示す図である
が、曲線X1を例にとると、NTr2の任意のトランジ
スタ特性によって特性曲線X1が決まる。検出すべき電
源電圧は検出レベル設定用抵抗Rを可変することにより
変化し、X、のような曲線になる。例えば検出レベル設
定用抵抗Rをrlとすると電源電圧がV3より高ければ
第2図に於けるOut信号はVssレベルで非検出状態
である。また電源電圧がV3よりも低ければ○ut信号
はVddレベルで検出状態である。このように検出レベ
ル設定用抵抗Rを可変して設定したい検出レベルでOu
t信号が検出状態と非検出状態に切換わるように設定す
る。検出レベル設定用抵抗Rを大きくすると検出レベル
は低くなる。
従来、電圧レベル検出回路1aがIC内蔵され、又検出
レベル設定用抵抗RもIC内蔵抵抗を用いる場合検出レ
ベル設定用抵抗Rの構成としては第4図のような回路が
用いられている。
レベル設定用抵抗RもIC内蔵抵抗を用いる場合検出レ
ベル設定用抵抗Rの構成としては第4図のような回路が
用いられている。
11 a、 11 bll 1 c、 11 d、
11 eは検出レベル設定用半導体抵抗(以下BD
Rと呼ぶ)で、12a、12b、12c、12dは、B
DRを選択する検出レベル設定用のPチャネルMO8型
トランジスタ(以下PTrと略記)である。
11 eは検出レベル設定用半導体抵抗(以下BD
Rと呼ぶ)で、12a、12b、12c、12dは、B
DRを選択する検出レベル設定用のPチャネルMO8型
トランジスタ(以下PTrと略記)である。
ニ
IC内蔵の回路ではIC製造−ロセスでの問題が原因で
NTr2やBDRの値と設計値に誤差を生じることは避
けられないのでBDRを回置できるように用意して誤差
を少なくする必要がある。
NTr2やBDRの値と設計値に誤差を生じることは避
けられないのでBDRを回置できるように用意して誤差
を少なくする必要がある。
BDRを可変する手段は、第4図の検出レベル設定用端
子B1、B2、B6、B4をVssレベルに設定するか
Vddレベルに設定することによりPTr12a 〜1
2dのいずれかをONにしてBDRllb・・・11e
の選択をする。
子B1、B2、B6、B4をVssレベルに設定するか
Vddレベルに設定することによりPTr12a 〜1
2dのいずれかをONにしてBDRllb・・・11e
の選択をする。
例えば検出レベル設定用端子B1、B2、B6、B4を
全てVddレベルにするとPTr12a、12b、12
c、12dは全てOFFしてBDRは11 a、 1
l b、 11 c、 11 d、 11 eの全てを
選択して、検出レベル設定用抵抗RはBDR11a+1
1b+11c+11d+11eとなる。
全てVddレベルにするとPTr12a、12b、12
c、12dは全てOFFしてBDRは11 a、 1
l b、 11 c、 11 d、 11 eの全てを
選択して、検出レベル設定用抵抗RはBDR11a+1
1b+11c+11d+11eとなる。
また検出レベル設定用端子B4をVssとするとPTr
12aがONして検出レベル設定用抵抗RばBDRl
1 aだけとなる。このようにして検出レベル設定用抵
抗Rを可変し電圧レベル検出回路゛の検出レベル設定を
行っている。
12aがONして検出レベル設定用抵抗RばBDRl
1 aだけとなる。このようにして検出レベル設定用抵
抗Rを可変し電圧レベル検出回路゛の検出レベル設定を
行っている。
以上が従来の電子腕時計のような小型電子機器のIC回
路における電源電圧の電圧レベル検出回路の例であるが
、最近では例えばソーラ時計のように電源に電池を使用
せず、ソーラセルによって高容量コンデンサを充電する
方式の電子機器が実用化されている。
路における電源電圧の電圧レベル検出回路の例であるが
、最近では例えばソーラ時計のように電源に電池を使用
せず、ソーラセルによって高容量コンデンサを充電する
方式の電子機器が実用化されている。
前記ソーラ時計の場合、ソーラセルの発電したエネルギ
ーをコンデンサに蓄えるが、この時コンデンサにエネル
ギーを蓄え過ぎるとコンデンサが破裂するのでコンデン
サの両極電位差がある設定値以上にならないように過充
電防止電圧(以下V o dと略記)を検出してコンデ
ンサへの充電を停止する回路が必要である。また充電が
十分でなく電子時計用ICの電源電圧が低下すると電子
時計回路が正確な計時をしなくなるため、電源低下電圧
Vcdを設定し、このVcdより電源電圧が下るとユー
ザに充電の必要を知らせるための回路が必要である。
ーをコンデンサに蓄えるが、この時コンデンサにエネル
ギーを蓄え過ぎるとコンデンサが破裂するのでコンデン
サの両極電位差がある設定値以上にならないように過充
電防止電圧(以下V o dと略記)を検出してコンデ
ンサへの充電を停止する回路が必要である。また充電が
十分でなく電子時計用ICの電源電圧が低下すると電子
時計回路が正確な計時をしなくなるため、電源低下電圧
Vcdを設定し、このVcdより電源電圧が下るとユー
ザに充電の必要を知らせるための回路が必要である。
しかし上記Vodの電圧値はVcdの2倍以上の電圧値
でVodとVcdの値ては大きな差がある。ソーラ時計
用ICにおいて前記VodとVcdを検出する回路は、
第2図のような電圧レベル検出回路1aを2個用意して
それぞれVodとVcdを検出するように設定すればよ
い。しかし電圧レベル検出回路1aを2個用意すること
は、時計用ICのようなチップサイズだ制約のあるIC
に於ては容易なことではない。
でVodとVcdの値ては大きな差がある。ソーラ時計
用ICにおいて前記VodとVcdを検出する回路は、
第2図のような電圧レベル検出回路1aを2個用意して
それぞれVodとVcdを検出するように設定すればよ
い。しかし電圧レベル検出回路1aを2個用意すること
は、時計用ICのようなチップサイズだ制約のあるIC
に於ては容易なことではない。
そこで従来、1つの電圧レベル検出回路で2つの電圧レ
ベルを検出するために、第3図のような電圧レベル検出
回路1cが提案されている。
ベルを検出するために、第3図のような電圧レベル検出
回路1cが提案されている。
第3図に於て、RIR2は検出レベル設定用抵抗、10
a、10bはコントロール信号がVddレヘルのときO
N状態となるトランスミッションゲート(以下TGと略
記)、10cはインバータである。
a、10bはコントロール信号がVddレヘルのときO
N状態となるトランスミッションゲート(以下TGと略
記)、10cはインバータである。
第3図に於て第2図と同一番号のものについては第2図
で説明しであるので省略する。
で説明しであるので省略する。
第3図の従来の電圧レベル検出回路1cは、第2図の基
本的な電圧レベル検出回路1aの検出レベル設定用抵抗
Rを2つの検出レベル設定用抵抗R1、R2に切換え可
能にしたものである。
本的な電圧レベル検出回路1aの検出レベル設定用抵抗
Rを2つの検出レベル設定用抵抗R1、R2に切換え可
能にしたものである。
第3図に示す電圧レベル検出回路1cの動作は、基本的
な電圧レベル検出回路1aの検出レベル設定用抵抗Rを
2つの検出レベル設定用抵抗R1、R2の切換え構成と
することにより2つの検出レベルを選択できるようにし
たもので、基本的な電圧レベル検出回路1aと動作原理
は同じであるから検出レベル設定用抵抗Rの切換え部分
を中心に第3図、第4図、第7図を用いて説明する。
な電圧レベル検出回路1aの検出レベル設定用抵抗Rを
2つの検出レベル設定用抵抗R1、R2の切換え構成と
することにより2つの検出レベルを選択できるようにし
たもので、基本的な電圧レベル検出回路1aと動作原理
は同じであるから検出レベル設定用抵抗Rの切換え部分
を中心に第3図、第4図、第7図を用いて説明する。
第3図に於て制御信号PcがVddレベルならば、TG
loaはON状態であり、同時に制御信号Pcをインバ
ータ10cを介して供給されるTGlobはOFF状態
トナル。
loaはON状態であり、同時に制御信号Pcをインバ
ータ10cを介して供給されるTGlobはOFF状態
トナル。
この結果NTr2のドレインは検出レベル設定用抵抗R
1と接続され検出レベル設定用抵抗R2は切り離される
。又制御信号PcがVssレベルならばNTr2のドレ
インは検出レベル設定用抵抗R1と切り離されて検出レ
ベル設定用抵抗R2と接続される。第7図の検出レベル
設定用抵抗と検出レベルとの特性においてNTr2の特
性曲線がXlであると仮定し、検出すべき電源電圧レベ
ルがV、(Vcd)とV4 (Voa)であるとすると
、■3を検出する際は検出レベル設定用抵抗値はrlで
、V4を検出する際は検出レベル設定用抵抗値はr2で
ある。この抵抗値r、を第3図の検出レベル設定用抵抗
R1とし、抵抗値r2を第3図の検出レベル設定用抵抗
R2とすると、第3図に於てスイッチパルスPsが供給
されVs sL/ベルのとき制御信号PcがVddレベ
ルならばV、(Vcd)を検出しVssならばV、 (
Vod)を検出するよう設定できる。
1と接続され検出レベル設定用抵抗R2は切り離される
。又制御信号PcがVssレベルならばNTr2のドレ
インは検出レベル設定用抵抗R1と切り離されて検出レ
ベル設定用抵抗R2と接続される。第7図の検出レベル
設定用抵抗と検出レベルとの特性においてNTr2の特
性曲線がXlであると仮定し、検出すべき電源電圧レベ
ルがV、(Vcd)とV4 (Voa)であるとすると
、■3を検出する際は検出レベル設定用抵抗値はrlで
、V4を検出する際は検出レベル設定用抵抗値はr2で
ある。この抵抗値r、を第3図の検出レベル設定用抵抗
R1とし、抵抗値r2を第3図の検出レベル設定用抵抗
R2とすると、第3図に於てスイッチパルスPsが供給
されVs sL/ベルのとき制御信号PcがVddレベ
ルならばV、(Vcd)を検出しVssならばV、 (
Vod)を検出するよう設定できる。
制御信号PcがVddレベルならばスイッチパルスPs
が供給されVssレベルになったとき電源電圧VmがV
3 (Vcd)より小さければOutはVddレベルで
ある。
が供給されVssレベルになったとき電源電圧VmがV
3 (Vcd)より小さければOutはVddレベルで
ある。
また制御信号PcがVssレベルならばスイッチパルス
Psが供給されVssレベルになったとき、電源電圧V
mがV<(Voa)よりも大きければOutはVssレ
ベルである。
Psが供給されVssレベルになったとき、電源電圧V
mがV<(Voa)よりも大きければOutはVssレ
ベルである。
しかし第3図に示す電圧レベル検出回路1c・をICに
内蔵した場合、NTr2のIC製造プロセス上の誤差で
第7図の特性曲線X1がX′1にシフトシタとすると電
源電圧レベル■2、■4を検出しようとした時、検出レ
ベル設定用抵抗R1、R2の抵抗値は、それぞれrZ
、r’2 となって、設計抵抗値r’、 、rZ2 と
は、それぞれΔr1、Δr2の差が生じる。これは、特
性曲線X1、X′1の抵抗値r1付近とr2付近の傾き
が大きく違うためでこのΔrlxΔr2を第4図の検出
レベル設定用抵抗Rで調整するものである。
内蔵した場合、NTr2のIC製造プロセス上の誤差で
第7図の特性曲線X1がX′1にシフトシタとすると電
源電圧レベル■2、■4を検出しようとした時、検出レ
ベル設定用抵抗R1、R2の抵抗値は、それぞれrZ
、r’2 となって、設計抵抗値r’、 、rZ2 と
は、それぞれΔr1、Δr2の差が生じる。これは、特
性曲線X1、X′1の抵抗値r1付近とr2付近の傾き
が大きく違うためでこのΔrlxΔr2を第4図の検出
レベル設定用抵抗Rで調整するものである。
以上のような電圧レベル検出回路1cで異なる2つの電
源電圧を検出することができる。
源電圧を検出することができる。
しかしながら第7図の電源電圧V3、V、を検出するた
めに、検出レベル設定用抵抗R1、R2を用意して切換
える方式に於ては、第4図に示す検出レベル設定用抵抗
Rが2組必要となる。このため電圧レベル検出回路2組
分のスペースを必要とし、また第4図の検出レベル設定
用端子B1、B2、B6、B4が検出レベル設定用抵抗
R1とR2におのおの必要となるためICからの外部端
子は8個になり、この端子スペースを確保するため、I
Cチップサイズは大きくなりICu実装する基板も大き
くなる。またIC製造プロセス上の誤差から検出レベル
設定用端子での検出レベルの設定を行う際、検出レベル
設定用抵抗R1、R2のおのおのについて調整をおこな
うので調整時間がかかる。しかるに電子時計用ICのチ
ップサイズは最小限に押えられており、また部品の小型
化、調整工程の短縮から、ICの端子数はなるべく少な
−・方がよく、従来の電圧レベル検出回路1Cではチッ
プサイズが大きく端子数も多いという問題があった。
めに、検出レベル設定用抵抗R1、R2を用意して切換
える方式に於ては、第4図に示す検出レベル設定用抵抗
Rが2組必要となる。このため電圧レベル検出回路2組
分のスペースを必要とし、また第4図の検出レベル設定
用端子B1、B2、B6、B4が検出レベル設定用抵抗
R1とR2におのおの必要となるためICからの外部端
子は8個になり、この端子スペースを確保するため、I
Cチップサイズは大きくなりICu実装する基板も大き
くなる。またIC製造プロセス上の誤差から検出レベル
設定用端子での検出レベルの設定を行う際、検出レベル
設定用抵抗R1、R2のおのおのについて調整をおこな
うので調整時間がかかる。しかるに電子時計用ICのチ
ップサイズは最小限に押えられており、また部品の小型
化、調整工程の短縮から、ICの端子数はなるべく少な
−・方がよく、従来の電圧レベル検出回路1Cではチッ
プサイズが大きく端子数も多いという問題があった。
本発明の目的は、2つの異なる電圧レベル検出が可能な
電圧レベル検出回路を1.I Cのチップサイズを極力
小さくし、かつ外部設定端子数を少なくした構成によっ
て提供することにある。
電圧レベル検出回路を1.I Cのチップサイズを極力
小さくし、かつ外部設定端子数を少なくした構成によっ
て提供することにある。
この目的を解決するために、本発明は次のような構成と
している。すなわち非線型素子であるMOSトランジス
タと、検出レベル設定用の抵抗とを検出すべき電源電圧
間に直列接続し、前記MOSトランジスタのゲートを電
源電圧に依存するスイッチパルスによってスイッチング
することにより電源電圧のレベル検出を行うレベル検出
回路に於て、前記MO8トランジスタのゲートにスイッ
チパルスを分圧するための分圧回路と、該分圧回路の分
圧を切換えるための分圧比切換え手段を設げ、該分圧比
切換え手段を用いて切換えることにより前記電圧レベル
検出回路を異なる電圧レベルの検出に兼用する。
している。すなわち非線型素子であるMOSトランジス
タと、検出レベル設定用の抵抗とを検出すべき電源電圧
間に直列接続し、前記MOSトランジスタのゲートを電
源電圧に依存するスイッチパルスによってスイッチング
することにより電源電圧のレベル検出を行うレベル検出
回路に於て、前記MO8トランジスタのゲートにスイッ
チパルスを分圧するための分圧回路と、該分圧回路の分
圧を切換えるための分圧比切換え手段を設げ、該分圧比
切換え手段を用いて切換えることにより前記電圧レベル
検出回路を異なる電圧レベルの検出に兼用する。
以下本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。
第1図は、本発明の電圧レベル検出回路1bでこの構成
及び動作を第5図、第7図、第8図を用いて説明する。
及び動作を第5図、第7図、第8図を用いて説明する。
第1図に於て7は分圧比を切換えるNTr、8はスイッ
チパルスPsで制御されるPチャネル型MOSトランジ
スタ(以下PTrと略記する。)9a、9b19cはス
イッチパルスPsを分圧する分圧抵抗である。
チパルスPsで制御されるPチャネル型MOSトランジ
スタ(以下PTrと略記する。)9a、9b19cはス
イッチパルスPsを分圧する分圧抵抗である。
第1図に於て第2図と同一番号のものについては説明を
省略する。
省略する。
まず制御信号PC7!l″−VddのときNTr7はO
Nする。このときスイッチパルスPsが供給され第5図
のS、〜S2のタイミングでVSSレベルになるとPT
r3がONする。PTr8がONすることによりNTr
2のゲート信号PgはスイッチパルスPsを分圧抵抗9
aと分圧抵抗9bで分圧された信号が供給される。
Nする。このときスイッチパルスPsが供給され第5図
のS、〜S2のタイミングでVSSレベルになるとPT
r3がONする。PTr8がONすることによりNTr
2のゲート信号PgはスイッチパルスPsを分圧抵抗9
aと分圧抵抗9bで分圧された信号が供給される。
第8図は本発明の電圧レベル検出回路1bのNTr2の
V d s −I d特性と検出レベル設定用抵抗Rの
負荷特性図で、上記制御信号PcがVddレベルのとき
、NT r ’lのV d s −I d特性は¥4に
なり負荷線g4との交点の電圧がPdの電圧でこれがイ
ンバータ4のスレシュホールド値v/4(■4/2 )
と−致している。
V d s −I d特性と検出レベル設定用抵抗Rの
負荷特性図で、上記制御信号PcがVddレベルのとき
、NT r ’lのV d s −I d特性は¥4に
なり負荷線g4との交点の電圧がPdの電圧でこれがイ
ンバータ4のスレシュホールド値v/4(■4/2 )
と−致している。
以下は第2図の基本的な電圧レベル検出回路1aと同様
の動作であり、スイッチパルスPsが第5図のS、〜S
2のタイミングで供給されると検出レベルV4よりもV
mが大きければO’u tはVssレベルになり検出レ
ベル■4よりもVmが小さければOutはVddレベル
になる。
の動作であり、スイッチパルスPsが第5図のS、〜S
2のタイミングで供給されると検出レベルV4よりもV
mが大きければO’u tはVssレベルになり検出レ
ベル■4よりもVmが小さければOutはVddレベル
になる。
また制御信号PcがVssレベルでNTr7がOFFの
ときスイッチパルスPsが第5図の83〜S4のタイミ
ングで供給されるとI’Tr3がONするのでN T
r 2のゲート信号PgはスイッチパルスPsを分圧抵
抗9aと分圧抵抗9b+90で分圧された信号が供給さ
れる。第8図のY3がこのときのNTr2のV d s
−I d特性でV、が検出レベルである。もしこのと
き制御信号PCが■ddレベルのときスイッチパルスP
sが分圧抵抗9aと分圧抵抗9bで分圧された信号がN
T r 2のゲート信号pgとなりVd5−Id特性は
Y73になる。
ときスイッチパルスPsが第5図の83〜S4のタイミ
ングで供給されるとI’Tr3がONするのでN T
r 2のゲート信号PgはスイッチパルスPsを分圧抵
抗9aと分圧抵抗9b+90で分圧された信号が供給さ
れる。第8図のY3がこのときのNTr2のV d s
−I d特性でV、が検出レベルである。もしこのと
き制御信号PCが■ddレベルのときスイッチパルスP
sが分圧抵抗9aと分圧抵抗9bで分圧された信号がN
T r 2のゲート信号pgとなりVd5−Id特性は
Y73になる。
このようにNTr2のゲート信号Pgのスイッチする電
圧レベルを決める分圧抵抗比をNTr7で切換えること
によってNTr2のV d s −I d特性と検出レ
ベル設定用抵抗Rの負荷線が交わる点カインバータ4の
スレシュホール値(V m/2 )になるように設定す
ることによって検出レベルを設定している。
圧レベルを決める分圧抵抗比をNTr7で切換えること
によってNTr2のV d s −I d特性と検出レ
ベル設定用抵抗Rの負荷線が交わる点カインバータ4の
スレシュホール値(V m/2 )になるように設定す
ることによって検出レベルを設定している。
次に第7図を用いて電源電圧Vmの検出レベルと検出レ
ベル設定用抵抗Rの関係が分圧抵抗9a、9b、9cに
よってどう切換えるかを説明する。
ベル設定用抵抗Rの関係が分圧抵抗9a、9b、9cに
よってどう切換えるかを説明する。
第7図に於て、曲線X2は制御信号PcがVddレベル
でNTr7がONしていて分圧抵抗?aとろときの電源
電圧Vmの検出レベルと検出レベル設定用抵抗Rとの特
性曲線で、検出レベル設定用抵抗Rの抵抗値がrlのと
き電源電圧Vmの設定検出レベルは■4 となる。同様
に曲線X1は制御信号PcがVssレベルでNTr7が
OFFしていて分圧抵抗9aと分圧抵抗9 b+9 c
でスイッチパルスPsを分圧しているときの電源電圧V
mの検出レベルと検出レベル設定用抵抗Rとの特性曲線
で、検出レベル設定用抵抗Rの抵抗値がrlのとき電源
電圧Vmの設定検出レベルはV3となる。
でNTr7がONしていて分圧抵抗?aとろときの電源
電圧Vmの検出レベルと検出レベル設定用抵抗Rとの特
性曲線で、検出レベル設定用抵抗Rの抵抗値がrlのと
き電源電圧Vmの設定検出レベルは■4 となる。同様
に曲線X1は制御信号PcがVssレベルでNTr7が
OFFしていて分圧抵抗9aと分圧抵抗9 b+9 c
でスイッチパルスPsを分圧しているときの電源電圧V
mの検出レベルと検出レベル設定用抵抗Rとの特性曲線
で、検出レベル設定用抵抗Rの抵抗値がrlのとき電源
電圧Vmの設定検出レベルはV3となる。
以上のように本発明の電圧レベル検出回路1bではスイ
ッチパルスPsを分圧する分圧抵抗9a、?b、9cの
比を制御信号Pcで切換えることによって2つの検出レ
ベル■3、■4を同じ検出レベル設定用抵抗Rの抵抗値
r1で検出することができる。
ッチパルスPsを分圧する分圧抵抗9a、?b、9cの
比を制御信号Pcで切換えることによって2つの検出レ
ベル■3、■4を同じ検出レベル設定用抵抗Rの抵抗値
r1で検出することができる。
また本発明の電圧レベル検出回路1bをICに内蔵した
場合、NT r 2のIC製造プロセス上の誤差で第7
図の特性曲線X1、X2がそれぞれX′1、X′2にシ
フトしたとすると検出レベルをv5、■4に設定するに
は、検出レベル設定用抵抗Rの抵抗値をr/1 に変え
ればよく、IC製造プロセス上の誤差を吸収する抵抗Δ
r1は共通でよい。
場合、NT r 2のIC製造プロセス上の誤差で第7
図の特性曲線X1、X2がそれぞれX′1、X′2にシ
フトしたとすると検出レベルをv5、■4に設定するに
は、検出レベル設定用抵抗Rの抵抗値をr/1 に変え
ればよく、IC製造プロセス上の誤差を吸収する抵抗Δ
r1は共通でよい。
これは、特性曲線X、とX2のr、付、近の傾きが大き
く違わないからである。
く違わないからである。
また検出レベルを設定する際は、検出レベルのVl、V
、のいずれかで検出レベル設定用抵抗Rを調整するだけ
でよく、制御信号Pcで分圧抵抗比を切換えることによ
って他方の検出レベルを選択することが出来るものであ
り、2つの検出レベルの設定を行う際に検出レベル設定
用抵抗Rの調整は1回ですむ。
、のいずれかで検出レベル設定用抵抗Rを調整するだけ
でよく、制御信号Pcで分圧抵抗比を切換えることによ
って他方の検出レベルを選択することが出来るものであ
り、2つの検出レベルの設定を行う際に検出レベル設定
用抵抗Rの調整は1回ですむ。
以上の説明で明らかなように、本発明によれば2つの異
なる電圧レベルを1つの検出レベル設定用抵抗Rで検出
することができるため回路サイズを小さくでき、さらに
外部調整端子も第3図に示す従来の電圧レベル検出回路
に比べて半減させろことが出来ろため、IC化した場合
チップサイズを小さくできる。
なる電圧レベルを1つの検出レベル設定用抵抗Rで検出
することができるため回路サイズを小さくでき、さらに
外部調整端子も第3図に示す従来の電圧レベル検出回路
に比べて半減させろことが出来ろため、IC化した場合
チップサイズを小さくできる。
また検出レベル設定用抵抗Rを調整して2つの電圧レベ
ルの一方を設定すればもう一方は自動的に調整されるの
で検出レベル設定の作業が1回で済むため従来の電圧レ
ベル検出回に1cの半分の時間で設定でき、時間と経費
を節約できるという効果がある。
ルの一方を設定すればもう一方は自動的に調整されるの
で検出レベル設定の作業が1回で済むため従来の電圧レ
ベル検出回に1cの半分の時間で設定でき、時間と経費
を節約できるという効果がある。
また本実施例では第7図のごとくV3、v4のように検
出レベルを2つ設定できる例を示したが、分圧比の組み
合せを3つ以上用意すれば3つ以上の異なる電圧を検出
することができるものである。
出レベルを2つ設定できる例を示したが、分圧比の組み
合せを3つ以上用意すれば3つ以上の異なる電圧を検出
することができるものである。
第1図は本発明の実施例の電圧レベル検出回路の回路図
、第2図は基本的な電圧レベル検出回路の回路図、第3
図は従来の電圧レベル検出回路の回路図、第4図は検出
レベル設定抵抗の回路図、第5図は第1図から等3図か
説明するタイミング波形図、第6図は第2図、第3図を
説明する特性図、第7図は、第1図から第3図を説明す
る特性図、第8図は、第1図を説明する特性図。 1a、1b、1c・・・・・・電圧レベル検出回路、2
.7・・・・・・Nチャネル型MOSトランジスタ、8
・・・・・・Pチャネル型MOSトランジスタ、9a、
9b、9c・・・・・・分圧抵抗、R・・・・・・検出
レベル設定用抵抗、・ Vm・・・・・・電源。 第 2 図 第3図 L
JP(1 第5図 一一 8 図
、第2図は基本的な電圧レベル検出回路の回路図、第3
図は従来の電圧レベル検出回路の回路図、第4図は検出
レベル設定抵抗の回路図、第5図は第1図から等3図か
説明するタイミング波形図、第6図は第2図、第3図を
説明する特性図、第7図は、第1図から第3図を説明す
る特性図、第8図は、第1図を説明する特性図。 1a、1b、1c・・・・・・電圧レベル検出回路、2
.7・・・・・・Nチャネル型MOSトランジスタ、8
・・・・・・Pチャネル型MOSトランジスタ、9a、
9b、9c・・・・・・分圧抵抗、R・・・・・・検出
レベル設定用抵抗、・ Vm・・・・・・電源。 第 2 図 第3図 L
JP(1 第5図 一一 8 図
Claims (1)
- 非線型抵抗素子であるMOSトランジスタと、検出レベ
ル設定用の抵抗とを検出すべき電源電圧間に直列接続し
、前記MOSトランジスタのゲートを電源電圧に依存す
るスイッチパルスによってスイッチングすることにより
電源電圧のレベル検出を行うレベル検出回路に於て、前
記MOSトランジスタのゲートにスイッチパルスを分圧
するための分圧回路と、該分圧回路の分圧比を切換える
ための分圧比切換え手段を設け、該分圧比切換え手段を
切換えることにより前記電圧レベル検出回路を異なる電
圧レベルの検出に兼用することを特徴とする電圧レベル
検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14778886A JPS633270A (ja) | 1986-06-24 | 1986-06-24 | 電圧レベル検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14778886A JPS633270A (ja) | 1986-06-24 | 1986-06-24 | 電圧レベル検出回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS633270A true JPS633270A (ja) | 1988-01-08 |
Family
ID=15438213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14778886A Pending JPS633270A (ja) | 1986-06-24 | 1986-06-24 | 電圧レベル検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS633270A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997036181A1 (en) * | 1996-03-26 | 1997-10-02 | Citizen Watch Co., Ltd. | Power supply voltage detecting circuit |
-
1986
- 1986-06-24 JP JP14778886A patent/JPS633270A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997036181A1 (en) * | 1996-03-26 | 1997-10-02 | Citizen Watch Co., Ltd. | Power supply voltage detecting circuit |
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