JP2993431B2 - Hysteresis comparator - Google Patents
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Description
【0001】[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、特にヒステリシス幅可変機能を有する
ヒステリシスコンパレータに関する。The present invention relates to a hysteresis comparator, and more particularly, to a hysteresis comparator having a function of varying a hysteresis width.
【0002】[0002]
【従来の技術】図6に、従来のヒステリシスコンパレー
タを示す。図6に示すヒステリシスコンパレータは、電
流源I101,PNPトランジスタQ101及びQ102で構成
される差動回路に、NPNトランジスタQ103,Q104,
Q105,Q106で構成される2つのカレントミラー負荷を
接続したものである。図6において、( )内はトラン
ジスタのエミッタ面積比を表わしている。2. Description of the Related Art FIG. 6 shows a conventional hysteresis comparator. The hysteresis comparator shown in FIG. 6 includes a differential circuit including a current source I 101 and PNP transistors Q 101 and Q 102 , and NPN transistors Q 103 , Q 104 ,
Two current mirror loads composed of Q 105 and Q 106 are connected. In FIG. 6, () indicates the emitter area ratio of the transistor.
【0003】次に従来のヒステリシスコンパレータの動
作について説明する。差動増幅回路の2つの入力端子1
02,103の電圧差により、2つのカレントミラー負
荷のどちらか一方(トランジスタQ103とQ104のカレン
トミラー、またはトランジスタQ105とQ106のカレント
ミラー)に電流が流れ、安定する。Next, the operation of the conventional hysteresis comparator will be described. Two input terminals 1 of the differential amplifier circuit
The voltage difference between the 02,103, whereas one of the two current mirror load current (current mirror transistor Q 103 and Q 104, or current mirror transistors Q 105 and Q 106,) flows, is stabilized.
【0004】例えば、一方の入力端子103の電位V
IN102より他方の入力端子102の電位VIN101が十分に
低い場合、一方のトランジスタQ101はオンとなり、他
方のトランジスタQ102はオフとなり、カレントミラー
負荷のトランジスタQ105とQ10 6に電流が流れる。For example, the potential V of one input terminal 103
If the potential V IN101 the other input terminal 102 than IN102 is sufficiently low, one transistor Q 101 is turned on, the other transistor Q 102 turned off, current flows through the transistor Q 105 and Q 10 6 of current mirror load .
【0005】そして、他方の入力端子102の電位V
IN101が上昇し、VIN102=VIN101を越え、図7のの
点(出力状態が切り換わるポイント)近傍では、カレン
トミラー負荷のトランジスタQ105とQ106のエミッタ面
積比に等しい電流がそれぞれのトランジスタQ105,Q
106のコレクタに流れ、トランジスタQ101,Q102のコ
レクタ電流比もトランジスタQ105とQ106のコレクタ電
流比に等しくなる。The potential V of the other input terminal 102 is
IN101 is increased, V IN102 = exceed V IN101, in (the cut-switched point output state) near the point of FIG. 7, the same current is respectively transistor to the emitter area ratio of the transistor Q 105 and Q 106 of the current mirror load Q 105 , Q
Flows to the collector of 106, the collector current ratio of the transistor Q 101, Q 102 becomes equal to the collector current ratio of the transistor Q 105 and Q 106.
【0006】このとき、トランジスタQ101及びQ102の
ベース・エミッタ間電圧の差VBE(Q102−Q101)は、 となる。但し、At this time, the difference V BE (Q 102 −Q 101 ) between the base-emitter voltages of the transistors Q 101 and Q 102 is Becomes However,
【式1】 である。ここに、Kはボルツマン定数,qは電荷量,T
は絶対温度である。(Equation 1) It is. Where K is Boltzmann's constant, q is the amount of charge, T
Is the absolute temperature.
【0007】したがって、出力状態の切り換わる点の
値は、 VIN102+VTlnN2 となる。Therefore, the value of the point at which the output state switches is V IN102 + V T lnN 2 .
【0008】逆に、一方の入力端子103の電位V
IN102より他方の入力端子102の電位VIN101が十分に
高い場合から、出力の状態が切り換わる点の値は、 VIN102−VTlnN1 となる。以上においてlnは、自然対数を示している。Conversely, the potential V of one input terminal 103
From when the potential V IN101 the other input terminal 102 than IN102 is sufficiently high, the value of the point of switching the state of the output becomes V IN102 -V T lnN 1. In the above, ln indicates a natural logarithm.
【0009】以上説明したように、従来のヒステリシス
コンパレータでは、ヒステリシス幅(,の値)は、
トランジスタQ103とQ104,Q105とQ106のエミッタ面
積比で決めているため、半導体チップ上にIC化して組
付けた場合、ヒステリシス幅を変えることはできない。
また、特開平4−4606号公報に開示されたヒステリ
シスコンパレータを図8に示す。As described above, in the conventional hysteresis comparator, the hysteresis width (the value of,) is
Since the determined by the emitter area ratio of the transistor Q 103 and Q 104, Q 105 and Q 106, when assembled an IC on the semiconductor chip, it is impossible to change the hysteresis width.
FIG. 8 shows a hysteresis comparator disclosed in JP-A-4-4606.
【0010】図8に示すヒステリシスコンパレータは、
第1及び第2の入力端子202,203にエミッタホロ
アの形に接続されたNPNトランジスタQ201,Q202の
エミッタ電流をトランジスタQ203,Q204でコントロー
ルすることにより、第1及び第2の入力端子202,2
03間に一定のオフセット電圧(ヒステリシス幅)を発
生させることにある。The hysteresis comparator shown in FIG.
The first and second input terminals are controlled by controlling the emitter currents of NPN transistors Q 201 and Q 202 connected to the first and second input terminals 202 and 203 in the form of emitter followers by the transistors Q 203 and Q 204. 202, 2
That is, a constant offset voltage (hysteresis width) is generated during the period 03.
【0011】しかし、このヒステリシスコンパレータ
も、入力端子202,203間のオフセット電圧(ヒス
テリシス幅)をトランジスタQ221とQ223、又はトラン
ジスタQ222とQ224の面積比による電流比(I201とI
202の電流比)により決定しているため、図6に示した
従来例と同様に、半導体チップ上にIC化して組込んだ
場合、ヒステリシス幅を変えることはできない。However, this hysteresis comparator also reduces the offset voltage (hysteresis width) between the input terminals 202 and 203 by the current ratio (I 201 and I 221 ) depending on the area ratio between the transistors Q 221 and Q 223 or the transistors Q 222 and Q 224.
Since the current ratio is determined by the current ratio of 202 , the hysteresis width cannot be changed when the IC is mounted on a semiconductor chip as in the conventional example shown in FIG.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、S/N
比が一定の信号の場合、入力ダイナミックレンジを広く
できず、レーザビームプリンタの受光部に適用できな
い。また、S/N比が一定の信号の場合、入力レベルが
上がると、雑音のレベルも上がるので、ヒステリシス幅
が一定の場合、雑音のレベルがヒステリシス幅を越え、
誤動作を起こす。However, the S / N
In the case of a signal having a constant ratio, the input dynamic range cannot be widened and cannot be applied to a light receiving unit of a laser beam printer. In the case of a signal having a constant S / N ratio, if the input level increases, the noise level also increases. Therefore, if the hysteresis width is constant, the noise level exceeds the hysteresis width.
Causes malfunction.
【0013】その理由は、ヒステリシス幅をトランジス
タのエミッタ面積比で決めているため、半導体チップ上
にIC化して組み込んだ場合、そのヒステリシス幅を可
変することができないためである。The reason is that, since the hysteresis width is determined by the emitter area ratio of the transistor, the hysteresis width cannot be varied when the semiconductor chip is incorporated in an IC.
【0014】本発明の目的は、ヒステリシス幅を可変で
きるヒステリシスコンパレータを提供することにある。An object of the present invention is to provide a hysteresis comparator capable of changing a hysteresis width.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るヒステリシスコンパレータは、差動回
路と、カレントミラー負荷と、オフセット電圧制御手段
とを有するヒステリシスコンパレータであって、差動回
路は、差動対をなす2つのトランジスタを有し、2つの
トランジスタのベースに入力信号を入力し、その差に比
例した出力信号をコレクタ・コレクタ間に出力するもの
であり、カレントミラー負荷は、前記差動回路をなすト
ランジスタのコレクタ間に接続されて、利得倍に増幅し
た電圧を出力するトランジスタの組からなり、オフセッ
ト電圧制御手段は、前記差動回路をなすトランジスタの
エミッタ間に接続された可変抵抗からなり、前記差動回
路をなすトランジスタのベースに設けられた2つの入力
端子間のオフセット電圧は、すくなくとも前記エミッタ
間に接続された抵抗と前記カレントミラー負荷をなすト
ランジスタの予め設定されたエミッタ面積比とに基づい
て決定されるものであり、前記エミッタ間に接続された
抵抗が可変である。In order to achieve the above object, a hysteresis comparator according to the present invention is a hysteresis comparator having a differential circuit, a current mirror load, and offset voltage control means. Has two transistors forming a differential pair, inputs an input signal to the bases of the two transistors, and outputs an output signal proportional to the difference between the collector and the collector. The offset voltage control means is connected between the collectors of the transistors forming the differential circuit and outputs a voltage amplified by a gain, and the offset voltage control means is connected between the emitters of the transistors forming the differential circuit. An offset between two input terminals provided at the base of a transistor comprising a variable resistor and forming the differential circuit; Pressure, at least the emitter
A resistor connected between the resistor and the current mirror load
Based on the preset emitter area ratio of the transistor
Connected between the emitters
The resistance is variable .
【0016】また本発明に係るヒステリシスコンパレー
タは、差動回路と、カレントミラー負荷と、オフセット
電圧制御手段とを有するヒステリシスコンパレータであ
って、差動回路は、差動対をなす2つのトランジスタを
有し、2つのトランジスタのベースに入力信号を入力
し、その差に比例した出力信号をコレタタ・コレクタ間
に出力するものであり、カレントミラー負荷は、前記差
動回路をなすトランジスタのコレクタ間に接続されて、
利得倍に増幅した電圧を出力するトランジスタの組から
なり、オフセット電圧制御手段は、第2の差動回路と、
電流制限器とからなり、前記第2の差動回路は、差動対
をなす2つのトランジスタと抵抗からなり、前記差動回
路に並列に接続されたものであり、前記電流制限器は、
差動対をなす2つのトランジスタを有し、前記第2の差
動回路の電流比を調整するものであり、前記差動回路を
なすトランジスタのベースに設けられた2つの入力端子
間のオフセット電圧は、前記電流制限器をなす差動対の
トランジスタの端子間電圧を変化させて前記電流比を調
整して制御するようにしたものである。 The hysteresis comparator according to the present invention
Are the differential circuit, the current mirror load, and the offset.
A hysteresis comparator having voltage control means.
Therefore, the differential circuit is composed of two transistors forming a differential pair.
Input signal to the base of two transistors
Output signal proportional to the difference between the collector and collector.
And the current mirror load is
Connected between the collectors of the transistors forming the driving circuit,
From a set of transistors that output a voltage multiplied by a gain
And the offset voltage control means includes: a second differential circuit;
A current limiter, wherein the second differential circuit comprises a differential pair.
And a resistor, and the differential circuit
The current limiter is connected in parallel to the
Having two transistors in a differential pair, wherein the second difference
The current ratio of the driving circuit is adjusted, and the differential circuit is adjusted.
Two input terminals provided at the base of the transistor
The offset voltage between the differential pair of the current limiter is
The current ratio is adjusted by changing the voltage between the terminals of the transistor.
It is designed to be adjusted and controlled.
【0017】[0017]
【0018】[0018]
【作用】差動回路の2つの入力端子間のオフセット電圧
を制御し、ヒステリシス幅を調整する。このため、入力
信号のダイナミックレンジを広くすることができる。The offset voltage between the two input terminals of the differential circuit is controlled to adjust the hysteresis width. Therefore, the dynamic range of the input signal can be widened.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図によ
り説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0020】(実施形態1)図1は、本発明の実施形態
1に係るヒステリシスコンパレータを示す回路図であ
る。Embodiment 1 FIG. 1 is a circuit diagram showing a hysteresis comparator according to Embodiment 1 of the present invention.
【0021】図において、本発明に係るヒステリシスコ
ンパレータは基本的構成として、差動回路と、カレント
ミラー負荷と、オフセット電圧制御手段とを有してい
る。In FIG. 1, the hysteresis comparator according to the present invention has a differential circuit, a current mirror load, and offset voltage control means as a basic configuration.
【0022】図1に示す実施形態1では、オフセット電
圧制御手段を可変抵抗としたものである。In the first embodiment shown in FIG. 1, the offset voltage control means is a variable resistor.
【0023】図1に示すように差動回路は、差動対をな
す2つのトランジスタQ1,Q2と、電流源I1aとを有
し、2つのトランジスタQ1,Q2のベースに入力信号を
入力し、その差に比例した出力端子をコレクタ・コレク
タ間に出力するようになっている。ここに、差動対をな
すトランジスタQ1,Q2として、PNPトランジスタを
用いているが、NPNトランジスタを用いてもよい。As shown in FIG. 1, the differential circuit has two transistors Q 1 and Q 2 forming a differential pair, and a current source I 1a, and inputs the bases of the two transistors Q 1 and Q 2. A signal is input, and an output terminal proportional to the difference is output between the collector and the collector. Here, although PNP transistors are used as the transistors Q 1 and Q 2 forming a differential pair, NPN transistors may be used.
【0024】またカレントミラー負荷は、差動回路をな
すトランジスタのコレクタ間に接続され、利得倍に増幅
した電圧を出力するものであり、トランジスタQ3,
Q4,Q5,Q6を有している。ここに、トランジスタ
Q3,Q4,Q5,Q6として、NPNトランジスタを用い
ているが、PNPトランジスタを用いてもよい。[0024] Current mirror load is connected between the collectors of the transistors forming a differential circuit, and outputs the amplified voltage to the gain times, the transistors Q 3,
It has Q 4 , Q 5 , and Q 6 . Here, although NPN transistors are used as the transistors Q 3 , Q 4 , Q 5 , and Q 6 , PNP transistors may be used.
【0025】具体的な接続関係を説明すると、電流源I
1aは、第1の電源端子1に接続されている。PNPトラ
ンジスタQ1のベースは、第1の入力端子2に接続さ
れ、コレクタは、NPNトランジスタQ3のコレクタ及
びNPNトランジスタQ6のコレクタとベースに接続さ
れている。The specific connection relationship will be described.
1a is connected to the first power supply terminal 1. The base of the PNP transistor Q 1 is connected to the first input terminal 2, a collector is connected to the collector and base of the collector and the NPN transistor Q 6 of the NPN transistor Q 3.
【0026】PNPトランジスタQ2のベースは第2の
入力端子3に接続され、コレクタは、NPNトランジス
タQ5のコレクタとNPNトランジスタQ4のコレクタと
ベースに接続されている。The base of the PNP transistor Q 2 is connected to the second input terminal 3, the collector is connected to the collector and base of the collector and the NPN transistor Q 4 of NPN transistor Q 5.
【0027】またカレントミラー負荷をなすNPNトラ
ンジスタQ3,Q4,Q5,Q6のそれぞれのエミッタは、
第2の電源端子4に接続されている。The emitters of the NPN transistors Q 3 , Q 4 , Q 5 , Q 6 forming a current mirror load are:
It is connected to the second power supply terminal 4.
【0028】またPNPトランジスタQ1のエミッタ
は、抵抗R1aを介して電流源I1aに接続され、PNPト
ランジスタQ2のエミッタは、抵抗R2aを介して電流源
I1に接続されている。Further emitter of the PNP transistor Q 1 is connected to a current source I 1a via a resistor R 1a, the emitter of the PNP transistor Q 2 is connected to a current source I 1 through the resistor R 2a.
【0029】PNPトランジスタQ1とQ2のエミッタ間
には、オフセット電圧制御手段としての可変抵抗R3aを
接続している。[0029] between the emitters of the PNP transistors Q 1 and Q 2 is connected a variable resistor R 3a as an offset voltage control means.
【0030】さらに出力端子6はPNPトランジスタQ
1のコレクタに接続され、出力端子5はPNPトランジ
スタQ2のコレクタ及びNPNトランジスタQ4,Q5の
コレクタに接続されている。The output terminal 6 is connected to a PNP transistor Q
Is connected to the first collector, the output terminal 5 is connected to the collector of the PNP transistor Q 2 of the collector and NPN transistors Q 4, Q 5.
【0031】上述したヒステリシスコンパレータの特徴
は、差動対をなす2つのPNPトランジスタQ1,Q2の
エミッタ間に可変抵抗R3aを設置し、可変抵抗R3aの抵
抗値を調整し、PNPトランジスタQ1のエミッタと電
流源I1間に生じる電圧降下と、PNPトランジスタQ2
のエミッタと電流源I1間に生じる電圧降下を制御し、
第1及び第2の入力端子2,3間のオフセット電圧を制
御し、ヒステリシス幅を可変することにある。The characteristic of the hysteresis comparator described above, the variable resistor R 3a is placed between two of the PNP transistors Q 1, Q 2 emitter forming a differential pair, and adjusting the resistance value of the variable resistor R 3a, PNP transistor a voltage drop occurs between the emitter and the current source I 1 of Q 1, PNP transistor Q 2
Control the voltage drop that occurs between the current emitter and the current source I 1 ,
An object is to control an offset voltage between the first and second input terminals 2 and 3 to vary a hysteresis width.
【0032】尚、図1において、( )内はトランジス
タのエミッタ面積比を表わすものであり、N1,N2>1
の関係にある。In FIG. 1, () indicates the emitter area ratio of the transistor, and N 1 , N 2 > 1
In a relationship.
【0033】次に本発明の実施形態1の動作について図
2を参照して詳細に説明する。経路(A)は第1の入力
端子2における入力電圧VIN1が低電圧値から高電圧値
に変化するときのもの、経路(B)は、第1の入力端子
2における入力電圧VIN1が高電圧値から低電圧値に変
化するときのものである。Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. Path (A) is when the input voltage V IN1 at the first input terminal 2 changes from a low voltage value to a high voltage value, and path (B) is when the input voltage V IN1 at the first input terminal 2 is high. This is when changing from a voltage value to a low voltage value.
【0034】i)経路(A)での動作 入力電圧VIN1が図2のB点の電位より低い領域では、
NPNトランジスタQ3,Q4はオフし、NPNトランジ
スタQ5,Q6で構成されるカレントミラーに電流が流れ
る。このとき、NPNトランジスタQ5は、飽和状態で
ある。I) Operation in path (A) In the region where the input voltage V IN1 is lower than the potential at the point B in FIG.
The NPN transistors Q 3 and Q 4 are turned off, and a current flows through the current mirror formed by the NPN transistors Q 5 and Q 6 . In this case, NPN transistor Q 5 is saturated.
【0035】入力電圧VIN1の電位が上昇し、図2のA
点の電位近傍では、NPNトランジスタQ5は能動状態
となり、NPNトランジスタQ5とQ6のコレクタ電流の
比は、N2:1となる。そして、NPNトランジスタ
Q5,Q6のそれぞれのコレクタに接続している。PNP
トランジスタQ1,Q2のコレクタ電流比は、1:N2と
なる。The potential of the input voltage V IN1 rises, and A
The potential near the point, the NPN transistor Q 5 is rendered active, the ratio of the collector current of the NPN transistor Q 5 and Q 6 are, N 2: the 1. Then, they are connected to respective collectors of NPN transistors Q 5 and Q 6 . PNP
The collector current ratio of the transistors Q 1 and Q 2 is 1: N 2 .
【0036】このとき、PNPトランジスタQ1,Q2の
ベース・エミッタ間電圧の差VBE(Q2−Q1)は、 となる。At this time, the difference V BE (Q 2 −Q 1 ) between the base-emitter voltages of the PNP transistors Q 1 and Q 2 is Becomes
【0037】さらにPNPトランジスタQ1のエミッタ
と電流源I1a間の電圧差VR1・R3と、PNPトランジス
タQ2のエミッタと電流源I1a間の電圧差VR2・R3は、Furthermore the voltage difference V R1 · R3 between the emitter and the current source I 1a of the PNP transistor Q 1, the voltage difference V R2 · R3 between the emitter and the current source I 1a of the PNP transistor Q 2 is,
【式2】 となる。ここで、I1は電流源I1aの電流値,R1は抵抗
R1aの抵抗値,R2は抵抗R2aの抵抗値,R3は可変抵抗
R3aの抵抗値,N2はトランジスタQ5とQ6のエミッタ
面積比である。またR=R1=R2の関係にある。(Equation 2) Becomes Here, I 1 is the current value of the current source I 1a , R 1 is the resistance value of the resistor R 1a , R 2 is the resistance value of the resistor R 2a , R 3 is the resistance value of the variable resistor R 3a , and N 2 is the transistor Q 5 is the emitter area ratio of the Q 6. Further, there is a relationship of R = R 1 = R 2 .
【0038】したがって、図2のA点での電位は、Therefore, the potential at point A in FIG.
【式3】 となる。lnは、自然対数を示す。(Equation 3) Becomes ln indicates a natural logarithm.
【0039】そして、入力電圧VIN1の電位が図2のA
点よりさらに上昇すると、NPNトランジスタQ5,Q6
がオフし、NPNトランジスタQ3,Q4に電流が流れ出
し、出力VOUT1は、ロー(Low)レベルからハイ(H
igh)レベルへ切り換わる。Then, the potential of the input voltage V IN1 becomes A
When the point further rises, the NPN transistors Q 5 and Q 6
Is turned off, current flows into the NPN transistors Q 3 and Q 4 , and the output V OUT1 changes from a low level to a high level (H).
switch to level).
【0040】ii)経路(B)での動作 入力電圧VIN1が図2のA点の電位より高い領域では、
NPNトランジスタQ5,Q6がオフし、NPNトランジ
スタQ3,Q4に電流が流れる。Ii) Operation in the path (B) In a region where the input voltage V IN1 is higher than the potential at the point A in FIG.
The NPN transistors Q 5 and Q 6 are turned off, and a current flows through the NPN transistors Q 3 and Q 4 .
【0041】入力電圧VIN1の電位が下降し、図2のB
点の電位近傍では、NPNトランジスタQ3とQ4のコレ
クタ電流の比とPNPトランジスタQ1,Q2のコレクタ
電流の比は等しく、N1:1となる。ここに、N1は、N
PNトランジスタQ3とQ4のエミッタ面積比である。The potential of the input voltage V IN1 falls, and the potential of the input
The potential near the point, the ratio and the ratio of the PNP transistor Q 1, Q 2 of the collector current of the NPN transistor Q 3 and Q 4 are equal, N 1: a 1. Where N 1 is N
An emitter area ratio of the PN transistors Q 3 and Q 4.
【0042】このとき、PNPトランジスタQ1,Q2の
ベース・エミッタ間電圧の差VBE(Q2−Q1)は、 となる。lnは、自然対数を示す。At this time, the difference V BE (Q 2 −Q 1 ) between the base-emitter voltages of the PNP transistors Q 1 and Q 2 is Becomes ln indicates a natural logarithm.
【0043】さらにPNPトランジスタQ1のエミッタ
と電流源I1a間の電圧差VR1・R3とPNPトランジスタ
Q2のエミッタと電流源I1a間の電圧差VR2・R3は、[0043] Furthermore a voltage difference V R2 · R3 between the emitter and the current source emitter voltage difference V R1 · R3 and PNP transistor Q 2 between I 1a and the current source I 1a of the PNP transistor Q 1 is,
【式4】 となる。(Equation 4) Becomes
【0044】したがって、図2のB点での電位は、Therefore, the potential at point B in FIG.
【式5】 となる。(Equation 5) Becomes
【0045】そして、入力電圧VIN1の電位が図2のB
点よりさらに下降すると、NPNトランジスタQ3,Q4
がオフし、NPNトランジスタQ5,Q6に電流が流れ出
し、出力電圧VOUT1は、ハイ(High)レベルからロ
ー(Low)レベルへ切り換わる。Then, the potential of the input voltage V IN1 is changed to B in FIG.
When it further falls below the point, the NPN transistors Q 3 and Q 4
Is turned off, a current flows into the NPN transistors Q 5 and Q 6 , and the output voltage V OUT1 switches from a high (High) level to a low (Low) level.
【0046】以上説明したように、(1)式,(2)式
から、ヒステリシス幅(A点,B点の電位)は、可変抵
抗R3aの抵抗値R3の関数となり、抵抗値R3を可変する
ことにより、制御することができる。As described above, from the equations (1) and (2), the hysteresis width (potential at points A and B) is a function of the resistance value R 3 of the variable resistor R 3a , and the resistance value R 3 Can be controlled by varying.
【0047】また可変抵抗R3aの抵抗値R3を調整する
方法としては、トランジスタを利用して等価的に可変抵
抗を作る方法,図1のa,b間に端子を設け、入力レベ
ルのダイナミックレンジに合わせて最適な可変抵抗R3a
を外付けする方法がある。As a method of adjusting the resistance value R 3 of the variable resistor R 3a , a method of equivalently making a variable resistor using a transistor, a terminal is provided between a and b in FIG. Optimal variable resistor R 3a according to the range
There is a way to attach externally.
【0048】(実施形態2)図3は、本発明の実施形態
2を示す回路図である。(Embodiment 2) FIG. 3 is a circuit diagram showing Embodiment 2 of the present invention.
【0049】図3に示す実施形態2は、本実施形態1の
可変抵抗R3aを、能動素子を使用して等価的に実現した
ものであり、入力端子7と入力端子8の電圧を制御する
ことにより、ヒステリシス幅を変えることができる。In the second embodiment shown in FIG. 3, the variable resistor R 3a of the first embodiment is equivalently realized by using an active element, and controls the voltages of the input terminals 7 and 8. Thus, the hysteresis width can be changed.
【0050】可変抵抗R3aの等価回路は、PNPトラン
ジスタQ7,Q8と抵抗R4,R5で差動回路を構成し、そ
の差動回路をPNPトランジスタQ1,Q2と抵抗R1,
R2で構成された差動回路に並列に接続し、それぞれの
差動回路の電流値Ia,Ibを制御する差動対をなすPN
PトランジスタQ9,Q10を有している。The equivalent circuit of the variable resistor R 3a forms a differential circuit with PNP transistors Q 7 and Q 8 and resistors R 4 and R 5. The differential circuit is composed of the PNP transistors Q 1 and Q 2 and the resistor R 1. ,
PN which is connected in parallel to a differential circuit constituted by R 2 and forms a differential pair for controlling current values I a and I b of the respective differential circuits
It has P transistors Q 9 and Q 10 .
【0051】差動対をなすPNPトランジスタQ9,Q
10のそれぞれの入力端子電圧をVcon t1,Vcont2とし、
その端子間電圧をVcとすると、 Vc−Vcont1−Vcont2 となる。PNP transistors Q 9 and Q forming a differential pair
Each input terminal voltage of 10 and V con t1, V cont2,
When the voltage across its terminals and V c, the V c -V cont1 -V cont2.
【0052】さらにIa,IbとVcとの関係式は、Further, the relational expression between I a , I b and V c is:
【式6】 となり、Vcにより、Ia,Ibを制御することができ
る。(Equation 6) Next, the V c, it is possible to control the I a, I b.
【0053】ここで、Ra=R1=R2,Rb=R4=R5,
Ra<Rbとなるように回路定数を設定し、Vcの電圧を
変化させると、Ia,Ibの電流比が変化し、トランジス
タQ1 0のコレクタ電位VXとトランジスタQ9のコレクタ
電位VYが変化するので、入力端子2,3間のオフセッ
ト電圧(ヒステリシス幅)を変化させることができる。Where R a = R 1 = R 2 , R b = R 4 = R 5 ,
Set the circuit constants such that R a <R b, varying the voltage V c, I a, the current ratio is changed in the I b, the transistor Q 1 0 of the collector potential V X and the transistor Q 9 Since the collector potential V Y changes, the offset voltage (hysteresis width) between the input terminals 2 and 3 can be changed.
【0054】実施形態2によれば、入出力特性は図4の
ようになる。図中のA”−A’間,B’−B”間のヒス
テリシス幅をVcにより制御することができ、実施形態
1の可変抵抗R3aと同様の効果が得られる。According to the second embodiment, the input / output characteristics are as shown in FIG. Figure in A "-A 'between, B'-B" hysteresis width between can be controlled by V c, the same effect as a variable resistor R3a embodiment 1 can be obtained.
【0055】さらに実施形態2のヒステリシスコンパレ
ータをレーザビームプリンタの受光部に応用した場合の
ブロック図を図5に示す。FIG. 5 is a block diagram showing a case where the hysteresis comparator according to the second embodiment is applied to a light receiving section of a laser beam printer.
【0056】レーザダイオード10の光信号をフォトダ
イオード11が受けて電流信号を出力し、その電流信号
を入力とする前置増幅器12は電流信号を電圧信号に変
換し、ヒステリシスコンパレータ14とヒステリシス幅
制御回路13に電気信号を出力する。The photodiode 11 receives the optical signal of the laser diode 10 and outputs a current signal. The preamplifier 12 which receives the current signal converts the current signal into a voltage signal, and outputs a hysteresis comparator 14 and a hysteresis width control. An electric signal is output to the circuit 13.
【0057】ヒステリシス幅制御回路13は、入力信号
の大きさによりヒステリシスコンパレータ14の入力端
子7,8間の電圧差を制御し、ヒステリシスコンパレー
タ14のヒステリシス幅を入力端子2,3に入力された
信号に対し最適にする。ヒステリシスコンパレータ14
は、入力端子2,3に入力された信号のレベルを比較
し、出力端子5,6に信号を出力する。The hysteresis width control circuit 13 controls the voltage difference between the input terminals 7 and 8 of the hysteresis comparator 14 according to the magnitude of the input signal, and outputs the hysteresis width of the hysteresis comparator 14 to the input terminals 2 and 3. Optimized for Hysteresis comparator 14
Compares the levels of the signals input to the input terminals 2 and 3 and outputs the signals to the output terminals 5 and 6.
【0058】この図5の回路によれば、レーザの入力レ
ベルに対して最適なヒステリシス幅を自動設定でき、S
/N比が一定の信号に対しても入力レベルの雑音がヒス
テリシス幅を超えて誤動作をしないため、レーザの入力
レベルのダイナミックを広くすることができる。According to the circuit shown in FIG. 5, the optimum hysteresis width can be automatically set with respect to the laser input level.
Even for a signal having a constant / N ratio, the noise at the input level does not exceed the hysteresis width and does not malfunction, so that the dynamics of the laser input level can be widened.
【0059】[0059]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ヒ
ステリシス幅を可変できるため、入力信号ダイナミック
レンジを広くすることができるという効果を有する。As described above, according to the present invention, since the hysteresis width can be varied, the dynamic range of the input signal can be widened.
【図1】本発明の実施形態1に係るヒステリシスコンパ
レータを示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a hysteresis comparator according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1のヒステリシスコンパレータの入出力特性
図である。FIG. 2 is an input / output characteristic diagram of the hysteresis comparator of FIG.
【図3】本発明の実施形態2に係るヒステリシスコンパ
レータを示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a hysteresis comparator according to a second embodiment of the present invention.
【図4】図3のヒステリシスコンパレータの入出力特性
図である。4 is an input / output characteristic diagram of the hysteresis comparator of FIG.
【図5】図3のヒステリシスコンパレータの応力回路を
示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a stress circuit of the hysteresis comparator of FIG. 3;
【図6】従来のヒステリシスコンパレータを示す回路図
である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a conventional hysteresis comparator.
【図7】図6のヒステリシスコンパレータの入出力特性
図である。FIG. 7 is an input / output characteristic diagram of the hysteresis comparator of FIG. 6;
【図8】従来例のヒステリシスコンパレータを示す回路
図である。FIG. 8 is a circuit diagram showing a conventional hysteresis comparator.
【図9】図8のヒステリシスコンパレータの入出力特性
図である。9 is an input / output characteristic diagram of the hysteresis comparator of FIG.
Q1〜Q10,Q101〜Q106,Q201〜Q204,Q221〜Q
228, トランジスタ R1a〜R5a 抵抗 R203a〜R205a 抵抗 I1a 電流源 1 第1の電源端子 2 第1の入力端子 3 第2の入力端子 4 第2の電源端子 5,6 出力端子 7,8 入力端子 Q 1 ~Q 10, Q 101 ~Q 106, Q 201 ~Q 204, Q 221 ~Q
228, transistor R 1a to R 5a resistor R 203a to R 205a resistor I 1a current source 1 the first power supply terminal 2 first input terminal 3 and the second input terminal 4 and the second power supply terminals 5 and 6 an output terminal 7, 8 Input terminal
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01R 19/00 - 19/32 H03K 5/08 - 5/12 H03F 3/45 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G01R 19/00-19/32 H03K 5/08-5/12 H03F 3/45
Claims (2)
フセット電圧制御手段とを有するヒステリシスコンパレ
ータであって、 差動回路は、差動対をなす2つのトランジスタを有し、
2つのトランジスタのベースに入力信号を入力し、その
差に比例した出力信号をコレクタ・コレクタ間に出力す
るものであり、 カレントミラー負荷は、前記差動回路をなすトランジス
タのコレクタ間に接続されて、利得倍に増幅した電圧を
出力するトランジスタの組からなり、オフセット電圧制
御手段は、前記差動回路をなすトランジスタのエミッタ
間に 接続された可変抵抗からなり、前記差動回路をなすトラ
ンジスタのベースに設けられた2つの入力端子間のオフ
セット電圧は、すくなくとも前記エミッタ間に接続され
た抵抗と前記カレントミラー負荷をなすトランジスタの
予め設定されたエミッタ面積比とに基づいて決定される
ものであり、前記エミッタ間に接続された抵抗が可変で
あることを特徴とするヒステリシスコンパレータ。1. A hysteresis comparator having a differential circuit, a current mirror load, and an offset voltage control means, wherein the differential circuit has two transistors forming a differential pair,
An input signal is input to the bases of the two transistors, and an output signal proportional to the difference is output between the collector and the collector. A current mirror load is connected between the collectors of the transistors forming the differential circuit. The offset voltage control means comprises a variable resistor connected between the emitters of the transistors forming the differential circuit, and includes a base for the transistors forming the differential circuit. The offset voltage between the two input terminals provided at least is connected between the emitters at least.
Of the transistor forming the current mirror load
Determined based on a predetermined emitter area ratio
Wherein the resistance connected between the emitters is variable.
Hysteresis comparator, characterized in that.
フセット電圧制御手段とを有するヒステリシスコンパレ
ータであって、 差動回路は、差動対をなす2つのトランジスタを有し、
2つのトランジスタのベースに入力信号を入力し、その
差に比例した出力信号をコレクタ・コレクタ間に出力す
るものであり、 カレントミラー負荷は、前記差動回路をなすトランジス
タのコレクタ間に接続されて、利得倍に増幅した電圧を
出力するトランジスタの組からなり、 オフセット電圧制御手段は、第2の差動回路と、電流制
限器とからなり、 前記第2の差動回路は、差動対をなす2つのトランジス
タと抵抗からなり、前記差動回路に並列に接続されたも
のであり、 前記電流制限器は、差動対をなす2つのトランジスタを
有し、前記第2の差動回路の電流比を調整するものであ
り、 前記差動回路をなすトランジスタのベースに設けられた
2つの入力端子間のオフセット電圧は、前記電流制限器
をなす差動対のトランジスタの端子間電圧を変化させて
前記電流比を調整して制御するようにしたものである こ
とを特徴とするヒステリシスコンパレータ。2. A differential circuit, a current mirror load, and an
Hysteresis comparator having offset voltage control means
The differential circuit has two transistors forming a differential pair,
An input signal is input to the bases of two transistors,
Outputs an output signal proportional to the difference between the collector
The current mirror load is a transistor which forms the differential circuit.
Connected between the collectors of the
The offset voltage control means includes a second differential circuit and a current control circuit.
And the second differential circuit includes two transistors forming a differential pair.
And a resistor connected in parallel to the differential circuit.
And the current limiter includes two transistors forming a differential pair.
For adjusting the current ratio of the second differential circuit.
Provided at the base of the transistor forming the differential circuit.
The offset voltage between the two input terminals is determined by the current limiter.
The voltage between the terminals of the transistors of the differential pair
A hysteresis comparator wherein the current ratio is adjusted and controlled .
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