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JPH0252458B2 - - Google Patents
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JPH0252458B2 - - Google Patents

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JPH0252458B2
JPH0252458B2 JP21032183A JP21032183A JPH0252458B2 JP H0252458 B2 JPH0252458 B2 JP H0252458B2 JP 21032183 A JP21032183 A JP 21032183A JP 21032183 A JP21032183 A JP 21032183A JP H0252458 B2 JPH0252458 B2 JP H0252458B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は比較回路に関し、特に周波数が時々
刻々変化する第1の信号と一定の周波数をもつ第
2の信号とを比較し、その周波数の高低を出力す
る周波数比較回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a comparison circuit, and more particularly to a frequency comparison circuit that compares a first signal whose frequency changes from moment to moment with a second signal which has a constant frequency, and outputs the height of the frequency. Regarding.

従来、時間の経過につれて2種の周波数の間で
変化する信号がどちらの周波数で動作しているか
を検出する場合、その2種の周波数のほぼ中間の
一定周波数をもつ基準信号と比較して、その比較
結果により検出している。その目的をもつ回路が
周波数比較回路であるが、この回路を集積回路内
で実現する場合、従来回路では素子数が多く占有
面積が大きいという問題と、スタテイク動作であ
るため電源間の貫通電流が多く、周波数が高くな
るにつれて消費電流の増加が顕著になるという問
題がある。
Conventionally, when detecting which frequency a signal that changes between two frequencies is operating over time, it is compared with a reference signal that has a constant frequency approximately halfway between the two frequencies. It is detected based on the comparison results. The circuit that has this purpose is a frequency comparison circuit, but when implementing this circuit in an integrated circuit, conventional circuits have the problem of having a large number of elements and occupying a large area, and because of the static operation, the through current between the power supplies is high. In many cases, there is a problem in that current consumption increases significantly as the frequency increases.

従来の周波数比較回路の一例を第1図を参照し
て説明する。
An example of a conventional frequency comparison circuit will be explained with reference to FIG.

第1図で示した周波数比較回路は6つの非論理
和ゲート(以下、NORゲートと略記する)R1
R2,R3,R4,R5,R6と、2つの論理積−非論理
和ゲート(以下、ANORゲートと略記する)
AR1,AR2とを備え、NORゲートR1,R2,R5
R6は2入力であり、NORゲートR3,R4および
ANORゲートAR1,AR2は3入力である。第1
の入力端子I1はNORゲートR1およびR3の第1の
入力とANORゲートAR1の論理積側にある第1
の入力に接続されている。NORゲートR2,R4
よびANORゲートAR2の論理積側の第1の入力
は第2の入力端子I2に接続されている。NORゲ
ートR1,R2の各出力は各々互いに他方のNORゲ
ート第2の入力に接続すると共に各々NORゲー
トR3,R4の第2の入力に接続される。NORゲー
トR3,R4の各第3の入力はANORゲートAR1
AR2の論理積側にある第2の入力とNORゲート
R5,R6の第1の入力に夫々接続され、さらに
NORゲートR6,R5の出力に夫々接続されてい
る。NORゲートR3,R4の各出力はNORゲート
R5,R6の第2の入力にそれぞれ接続されている。
ANORゲートAR1,AR2の各出力は互いに他方
のANORゲートの非論理和側にある第3の入力
に接続されている。ANORゲートAR1の出力は
さらに出力端子O1に接続されている。
The frequency comparison circuit shown in Fig. 1 has six non-OR gates (hereinafter abbreviated as NOR gates) R 1 ,
R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 and two AND-non-OR gates (hereinafter abbreviated as ANOR gates)
AR 1 , AR 2 and NOR gates R 1 , R 2 , R 5 ,
R 6 has two inputs, NOR gates R 3 , R 4 and
ANOR gates AR 1 and AR 2 have three inputs. 1st
The input terminal I 1 of is the first input on the AND side of the first input of NOR gates R 1 and R 3 and the ANOR gate AR 1 .
connected to the input. The first inputs on the AND side of the NOR gates R 2 , R 4 and the ANOR gate AR 2 are connected to the second input terminal I 2 . The outputs of the NOR gates R 1 , R 2 are connected to the second inputs of the other NOR gate, and to the second inputs of the NOR gates R 3 , R 4 . The respective third inputs of NOR gates R 3 and R 4 are ANOR gates AR 1 ,
Second input on AND side of AR 2 and NOR gate
are connected to the first inputs of R 5 and R 6 , respectively, and
They are connected to the outputs of NOR gates R 6 and R 5 , respectively. Each output of NOR gate R 3 and R 4 is a NOR gate
They are connected to the second inputs of R 5 and R 6 , respectively.
Each output of the ANOR gates AR 1 and AR 2 is connected to a third input on the non-OR side of the other ANOR gate. The output of the ANOR gate AR 1 is further connected to the output terminal O 1 .

第2図および第3図は3入力NORゲート
(R3,R4)及びANORゲート(AR1,AR2)の一
構成例をそれぞれ示す。
FIGS. 2 and 3 show examples of configurations of a three-input NOR gate (R 3 , R 4 ) and an ANOR gate (AR 1 , AR 2 ), respectively.

3入力NORゲートはP形絶縁ゲート電界効果
トランジスタ(以下、MOSFETという)P10
P20,P30とN形MOSFET N10,N20,N30とを備
えている。N形MOSFET N10,N20,N30は電源
の一端VSSと出力端O10との間に互いに並列に接続
され、P形MOSFET P10,P20,P30は電源の他
端VDDと出力端O10との間に互いに直列に接続さ
れている。P形MOSFET P10,P20,P30の各ゲ
ートは第1、第2、第3の入力I10,I20,I30にそ
れぞれ接続され、さらにN形MOSFET N10
N20,N30の各ゲートに夫々接続されている。
The 3-input NOR gate is a P-type insulated gate field effect transistor (hereinafter referred to as MOSFET) P 10 ,
P 20 , P 30 and N-type MOSFETs N 10 , N 20 , N 30 . The N-type MOSFETs N 10 , N 20 , and N 30 are connected in parallel with each other between one end of the power supply V SS and the output end O 10 , and the P-type MOSFETs P 10 , P 20 , and P 30 are connected to the other end of the power supply V DD . and the output terminal O10 are connected in series with each other. The gates of the P-type MOSFETs P 10 , P 20 , P 30 are connected to the first, second, and third inputs I 10 , I 20 , and I 30, respectively, and the gates of the N-type MOSFETs N 10 ,
It is connected to each gate of N 20 and N 30 , respectively.

2入力NORゲート(R1,R2,R5,R6)につい
ては、第2図において、例えばP形MOSFET
P30とN形MOSFET N30とを除いた構成である
ので、その詳細な説明は省略する。
Regarding the 2-input NOR gate (R 1 , R 2 , R 5 , R 6 ), in Fig. 2, for example, P-type MOSFET
Since this configuration excludes P 30 and N-type MOSFET N 30 , detailed explanation thereof will be omitted.

第3図におけるANORゲートはP形MOSFET
P100,P200,P300とN形MOSFET N100,N200
N300とを備えている。N形MOSFET N100およ
びN200は第2図と共通の電源の一端VSSと出力端
O100との間に直列に接続されている。電源端VSS
と出力端O100との間には、さらにN形MOSFET
N300が接続されている。P形MOSFET P100
P200は互に並列に接続され、それらのソース共通
点は電源の他端VDDに接続されており、さらにそ
れらのドレイン共通点と出力端O100との間にP形
MOSFET P300が接続されている。P型
MOSFET P100,P200,P300の各ゲートは入力端
I100,I200,I300にそれぞれ接続され、さらに、N
型MOSFET N100,N200,N300の各ゲートにそ
れぞれ接続されている。
The ANOR gate in Figure 3 is a P-type MOSFET
P 100 , P 200 , P 300 and N-type MOSFET N 100 , N 200 ,
Equipped with N300 . N-type MOSFETs N 100 and N 200 have one end of the power supply V SS and the output end common to Figure 2.
Connected in series with O 100 . Power supply terminal V SS
There is also an N-type MOSFET between and the output terminal O100 .
N 300 is connected. P-type MOSFET P 100 ,
P 200 are connected in parallel with each other, their common sources are connected to the other end of the power supply V DD , and there is a P type connection between their common drains and the output terminal O 100 .
MOSFET P 300 is connected. P type
Each gate of MOSFET P 100 , P 200 , P 300 is input terminal
connected to I 100 , I 200 , I 300 respectively, and further connected to N
They are connected to the gates of type MOSFETs N 100 , N 200 , and N 300 , respectively.

以上の説明から明らかなように、第1図に示し
た周波数比較回路は40個のMOSFETで構成さ
れ、かなり複雑である。
As is clear from the above explanation, the frequency comparison circuit shown in FIG. 1 is composed of 40 MOSFETs and is quite complex.

次に、第1図に示す従来例の動作について説明
する。ここで、第1の入力端子I1には各々2種の
周波数の間で時間の経過につれて変化する入力信
号が供給され、この入力信号の2種の周波数の中
間の一定周波数をもつ基準信号が第2の入力端子
I2に供給される。入力および基準信号I1,I2は、
共に正のパルスをもつパルス波とする。
Next, the operation of the conventional example shown in FIG. 1 will be explained. Here, each of the first input terminals I1 is supplied with an input signal that changes over time between two types of frequencies, and a reference signal having a constant frequency intermediate between the two frequencies of the input signal is supplied. Second input terminal
I2 is supplied. The input and reference signals I 1 , I 2 are
Both pulse waves have positive pulses.

入力信号が、基準信号の周波数よりも高い場合
から低い場合に変化したことを検出するまでの過
程を例にとると、第4図にその場合における第1
図に示す回路の各部の信号が示されている。出力
端O1は初期状態としてVSSレベルにある。
Taking as an example the process of detecting that the input signal has changed from higher to lower frequency than the reference signal, Figure 4 shows the first diagram in that case.
Signals of each part of the circuit shown in the figure are shown. The output terminal O1 is initially at the V SS level.

まず、基準信号I2がVDDレベルになると、NOR
ゲートR2の出力J2がVSSレベルになり、続いて
NORゲートR1の出力J1がVDDレベルになる。次
に、基準信号I2がVSSレベルになると、NORゲー
トR4の出力J4がVDDレベルになり、続いてNORゲ
ートR6の出力J6がVSSレベルになる。またNORゲ
ートR5の出力J5がVDDレベルになり、さらにNOR
ゲートR4の出力J4がVSSレベルになる。入力信号
I1がVDDレベルになると、NORゲートR1の出力J1
がVSSレベルになり、続いてNORゲートR2の出力
J2がVDDレベルになる。入力信号I1がVSSレベルに
なると、NORゲートR3の出力J3がVDDレベルにな
り、続いてNORゲートR5の出力J5がVSSレベルに
なり、またNORゲートR6の出力J6がVDDレベルに
なり、さらにNORゲートR3の出力J3がVSSレベル
になる。つまり、入力および基準信号I1,I2が交
互にVSS,VDDレベルの変化を繰返す場合、NOR
ゲートR5,R6の出力J5,J6は各々電圧レベルの
反転を繰返すだけである。今、基準信号I2がVSS
→VDD→VSSのレベル変化をした後で、入力信号I1
のレベル変化の前にさらにVSS→VDDレベルの変
化をした場合、ANORゲートAR2の出力J7がVSS
レベルになり、このため出力端OがVDDレベルに
なる。よつて入力端I1に供給される入力信号の周
波数が入力端端I2に入力される基準信号の周波数
より低くなつたことが検出される。
First, when the reference signal I 2 reaches V DD level, NOR
The output J 2 of gate R 2 goes to V SS level and then
The output J1 of NOR gate R1 becomes VDD level. Next, when the reference signal I 2 goes to the V SS level, the output J 4 of the NOR gate R 4 goes to the V DD level, and then the output J 6 of the NOR gate R 6 goes to the V SS level. In addition, the output J 5 of NOR gate R 5 becomes V DD level, and further NOR
Output J 4 of gate R 4 becomes V SS level. input signal
When I 1 goes to V DD level, the output J 1 of NOR gate R 1
goes to V SS level and then the output of NOR gate R 2
J 2 becomes V DD level. When the input signal I 1 goes to V SS level, the output J 3 of NOR gate R 3 goes to V DD level, then the output J 5 of NOR gate R 5 goes to V SS level, and the output of NOR gate R 6 goes to V SS level. J 6 goes to V DD level, and furthermore, the output J 3 of NOR gate R 3 goes to V SS level. In other words, when the input and reference signals I 1 and I 2 alternately repeat changes in V SS and V DD levels, NOR
The outputs J 5 and J 6 of the gates R 5 and R 6 only repeatedly invert their voltage levels. Now the reference signal I 2 is V SS
After changing the level of →V DD →V SS , the input signal I 1
If there is a further change in V SS → V DD level before the level change in , the output J 7 of ANOR gate AR 2 will change to V SS
Therefore, the output terminal O becomes the V DD level. Therefore, it is detected that the frequency of the input signal supplied to the input terminal I1 has become lower than the frequency of the reference signal input to the input terminal I2 .

第1図の従来例は入力I1,I2に対して対称に構
成されているので、同様にして、入力端I1に入力
される信号の周波数が入力端I2に入力される信号
の周波数より高くなつたことも検出できる。
The conventional example shown in Fig. 1 is configured symmetrically with respect to inputs I 1 and I 2 , so similarly, the frequency of the signal input to input terminal I 1 is the same as that of the signal input to input terminal I 2 . It is also possible to detect when the frequency is higher than that.

しかしながら、第1図に用いている各論理ゲー
トは第2図及び第3図に示す構成であるから、各
論理ゲートの出力が変化する際に電源(VDD
VSS)間に貫通電流が流れる。このことを第2図
を用いて説明する。
However, since each logic gate used in FIG. 1 has the configuration shown in FIGS. 2 and 3, when the output of each logic gate changes, the power supply (V DD
Through current flows between V SS ). This will be explained using FIG. 2.

まず、3つの入力I10,I20,I30がすべてVSSレベ
ルであるとすると、P形MOSFET P10,P20
P30はすべて導通し、N形MOSFET N10,N20
N30はすべて非導通になつている。よつて、出力
O10はVDDレベルである。ここで、3つの入力の
うち1つの入力、例えばI10がVDDレベルに変化す
ると、N形MOSFET N10は導通し、P形
MOSFET P10は非導通になり、出力O10がVSS
ベルになる。この際にN形MOSFET N10及びP
形MOSFET P10が一時的に共に導通状態となり、
この時間が大きいほど、VDD→P10→P20→P30
N10→VSSの経路における貫通電流は大きい。再
びI10がVSSレベルに変化すると、P形MOSFET
P10は導通し、N形MOSFET N10は非導通にな
り、出力O10がVDDレベルになる。この際にもP
形MOSFET P10及びN形MOSFET N10が一時
的に共に導通状態となり前記同様に貫通電流が流
れる。すなわち、P形NOSFET P10とN形
MOSFET N10の導通及び非導通が全く時間的に
一致していない限り、貫通電流は流れるというこ
とである。集積回路においては、P形及びN形
MOSFETのチヤンネル・コンダクタンス(以
下、βと略記する)としきい値電圧(以下、VT
と略記する)は各々製造上独立にばらつくので、
P形とN形MOSFETの導通及び非導通を全く時
間的に一致させることは難しく貫通電流を流れな
くすることは難しい。また、周囲温度の変動に対
してもP形、N形MOSFETのβ及びVTは独立な
特性をもつている。
First, assuming that the three inputs I 10 , I 20 , I 30 are all at V SS level, the P-type MOSFETs P 10 , P 20 ,
P 30 are all conductive, and N-type MOSFETs N 10 , N 20 ,
All N 30 are non-conducting. Then, the output
O10 is the VDD level. Here, when one of the three inputs, say I 10 , changes to V DD level, the N-type MOSFET N 10 becomes conductive and the P-type MOSFET N 10 becomes conductive.
MOSFET P 10 becomes non-conductive and the output O 10 goes to the V SS level. At this time, N-type MOSFET N 10 and P
Both MOSFET P 10 become conductive temporarily,
The larger this time, the more V DD →P 10 →P 20 →P 30
The through current in the N 10 →V SS path is large. When I 10 changes to V SS level again, the P-type MOSFET
P10 becomes conductive, N-type MOSFET N10 becomes non-conductive, and the output O10 goes to the VDD level. At this time, P
Both the type MOSFET P 10 and the N type MOSFET N 10 become conductive temporarily, and a through current flows in the same manner as described above. i.e. P type NOSFET P 10 and N type
This means that as long as the conduction and non-conduction of MOSFET N10 are not coincident in time, a through current will flow. In integrated circuits, P type and N type
MOSFET channel conductance (hereinafter abbreviated as β) and threshold voltage (hereinafter referred to as V T
) vary independently due to manufacturing, so
It is difficult to make the conduction and non-conduction of the P-type and N-type MOSFETs coincide in time, and it is difficult to prevent the through current from flowing. Furthermore, β and V T of the P-type and N-type MOSFETs have independent characteristics with respect to fluctuations in ambient temperature.

このような理由から、従来の周波数比較回路で
は、集積回路で実現する場合、MOSFETの数が
40個と多く占有面積が大きいという欠点と、各論
理ゲートにおいて貫通電流を流れなくすることは
難しいためにその貫通電流と出力容量とによる充
放電電流の和である消費電流が増えるという欠点
とがある。特に周波数が高い場合には、
MOSFETのβを大きく、出力容量を小さくして
製造するため、消費電流に占める貫通電流の割合
が増大し、この結果消費電力の増大が顕著にな
る。
For these reasons, in conventional frequency comparison circuits, the number of MOSFETs is limited when implemented in integrated circuits.
The disadvantage is that there are 40 logic gates, which occupies a large area, and because it is difficult to prevent the through current from flowing in each logic gate, the current consumption, which is the sum of the through current and the charging/discharging current due to the output capacitance, increases. be. Especially when the frequency is high,
Since the MOSFET is manufactured with a large β and a small output capacitance, the proportion of through current in the current consumption increases, resulting in a noticeable increase in power consumption.

本発明の目的は、少数のMOSFETで構成さ
れ、さらに貫通電流が流れない、特に周波数が高
い場合に有効な周波数比較回路を提供することに
ある。
An object of the present invention is to provide a frequency comparison circuit that is configured with a small number of MOSFETs, has no through current, and is particularly effective when the frequency is high.

本発明は、電源端子間に、それぞれが二つの第
1極性トランジスタと二つの第2極性トランジス
タとでなる第1、第2および第3の直列回路を互
いに並列に接続し、第1の入力端子に供給される
信号によつて第1の直列回路における一方の第1
および第2極性トランジスタ、第2の直列回路に
おける一方の第2極性トランジスタおよび第3の
直列回路における一方の第1極性トランジスタを
制御し、第2の入力端子に供給される信号によつ
て第1の直列回路における他方の第1および第2
極性トランジスタ、第2の直列回路における一方
の第1極性トランジスタおよび第3の直列回路に
おける一方の第2極性トランジスタを制御し、第
1の直列回路の出力で第2の直列回路における他
方の第1および第2極性トランジスタを制御し、
第2の直列回路の出力で第3の直列回路における
他方の第1および第2極性トランジスタを制御す
ることを特徴とする。
In the present invention, first, second, and third series circuits each including two first polarity transistors and two second polarity transistors are connected in parallel between power supply terminals, and a first input terminal one first in the first series circuit by a signal supplied to
and a second polarity transistor, controlling one second polarity transistor in the second series circuit and one first polarity transistor in the third series circuit, and controlling one of the first polarity transistors in the third series circuit by a signal supplied to the second input terminal. the other first and second in the series circuit of
polarity transistors, controlling one first polarity transistor in the second series circuit and one second polarity transistor in the third series circuit, the output of the first series circuit controlling the other first polarity transistor in the second series circuit; and controlling a second polarity transistor;
It is characterized in that the output of the second series circuit controls the other first and second polarity transistors in the third series circuit.

以下本発明の実施例について、図面を用いて説
明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第5図は本発明による周波数比較回路の一実施
例を示す回路図である。まず、その構成を説明す
る。第5図で示した周波数比較回路は、第1、第
2、第3、第4、第5、第6のP形MOSFET
P11,P21,P31,P41,P51,P61と、第7、第8、
第9、第10、第11、第12のN形MOSFET N11
N21,N31,N41,N51,N61とを備えている。P
形MOSFET P11,P41およびN形MOSFET
N11,N41、P形MOSFET P21,P51およびN形
MOSFET N21,N51、ならびにP形MOSFET
P31,P61およびN形MOSFET N31,N61は、電
源端子VDD−VSS間にそれぞれ直列に接続されて
いる。第1の入力端子I11は、P形MOSFET
P11,P51およびN形MOSFET N31,N41の各ゲ
ートに接続されている。第2の入力端子I21は、
P形MOSFET P31,P41およびN形MOSFET
N11,N51の各ゲートに接続されている。P形
MOSFET P21およびN形MOSFET N21の各ゲ
ートはP形およびN形MOSFET P41,N41の接
続点J11は接続されている。P形およびN形
MOSFET P51,N51の接続点J21は、P形
MOSFET P61、N形MOSFET N61の各ゲート
にそれぞれ接続されている。P形およびN形
MOSFET P61,N61の接続点は出力端子O11に接
続されている。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an embodiment of the frequency comparison circuit according to the present invention. First, its configuration will be explained. The frequency comparison circuit shown in FIG. 5 consists of first, second, third, fourth, fifth, and sixth P-type MOSFETs.
P 11 , P 21 , P 31 , P 41 , P 51 , P 61 and the seventh, eighth,
9th, 10th, 11th, 12th N-type MOSFET N 11 ,
It includes N 21 , N 31 , N 41 , N 51 , and N 61 . P
Type MOSFET P 11 , P 41 and N type MOSFET
N 11 , N 41 , P type MOSFET P 21 , P 51 and N type
MOSFET N 21 , N 51 and P-type MOSFET
P 31 , P 61 and N-type MOSFETs N 31 , N 61 are each connected in series between power supply terminals V DD and V SS . The first input terminal I11 is a P-type MOSFET
It is connected to each gate of P 11 , P 51 and N-type MOSFET N 31 , N 41 . The second input terminal I 21 is
P-type MOSFET P 31 , P 41 and N-type MOSFET
Connected to each gate of N 11 and N 51 . P type
The gates of MOSFET P 21 and N-type MOSFET N 21 are connected to the connection point J 11 of P-type and N-type MOSFETs P 41 and N 41 . P type and N type
The connection point J 21 of MOSFET P 51 and N 51 is P type.
It is connected to each gate of MOSFET P 61 and N-type MOSFET N 61 , respectively. P type and N type
The connection point of MOSFETs P 61 and N 61 is connected to output terminal O 11 .

次に、その動作について説明する。第1の入力
端子I11には、2種の周波数の間で時間の経過に
つれて変化する入力信号が供給され、入力端子
I21には、2種の周波数の中間の一定周波数をも
つ基準信号が供給される。入力信号は正のパルス
を有し、基準信号は負のパルスをもつパルス波で
ある。
Next, its operation will be explained. The first input terminal I 11 is supplied with an input signal that varies over time between two frequencies;
A reference signal having a constant frequency intermediate between the two frequencies is supplied to I21 . The input signal has positive pulses and the reference signal is a pulse wave with negative pulses.

入力信号の周波数が基準信号の周波数より低い
場合及び高い場合を検出して出力端O11の電圧レ
ベルをVDD及びVSSレベルにそれぞれ変化させる
が、入力信号の周波数が前記基準信号の周波数よ
りも高い場合から低い場合に変化したことを検出
するまでの過程を例にとる。第6図にその場合に
おける各部の信号を示す。また、初期状態とし
て、入力端子I1121は各々VSS,VDDレベル、接
続点J11,J21は各々VSS,VDDレベルであり、出力
端O11はVSSレベルを容量保持している。
It detects when the frequency of the input signal is lower or higher than the frequency of the reference signal, and changes the voltage level of the output terminal O11 to the V DD and V SS levels, respectively. Let us take as an example the process of detecting a change from high to low. FIG. 6 shows the signals of each part in that case. In addition, in the initial state, the input terminals I 11 and 21 are at V SS and V DD levels, respectively, the connection points J 11 and J 21 are at V SS and V DD levels, respectively, and the output terminal O 11 is held at the V SS level by capacitance. are doing.

まず、入力端I21がVSSレベルになると、P形
MOSFET P31,P41及びN形MOSFET N11
N51は各々導通及び非導通となり、この結果接続
点J11がVDDレベルになる。さらに、P形
MOSFET P21、N形MOSFET N21は各々非導
通、導通となる。このとき、N形MOSFET N51
がその前に非導通になつているので、接続点J21
は変化しないでVDDレベルを容量保持する。ま
た、接続点J11がVDDレベルに変化する際、VDD
P11→P41→N41→N11→VSSの経路にはN形
MOSFET N41が非導通のままであるから、貫通
電流は流れない。
First, when the input terminal I 21 reaches the V SS level, the P type
MOSFET P 31 , P 41 and N-type MOSFET N 11 ,
N 51 becomes conductive and non-conductive, respectively, resulting in the connection point J 11 being at the V DD level. Furthermore, P type
MOSFET P 21 and N-type MOSFET N 21 become non-conductive and conductive, respectively. At this time, N-type MOSFET N 51
is non-conducting before that, so the connection point J 21
The capacitor holds the V DD level without changing. Also, when the connection point J 11 changes to the V DD level, V DD
P 11 →P 41 →N 41 →N 11 →V SS route has N type
Since MOSFET N 41 remains non-conducting, no shoot-through current flows.

次に、入力端子21がVDDになると、P形
MOSFET P31,P41及びN形MOSFET N11
N51は各々非導通及び導通となり、このとき、接
続点J11がVDDレベルを容量保持しているので、接
続点J21がVSSレベルになる。P形MOSFET P61
N形MOSFET N61が各々導通、非導通となる。
このとき、P形MOSFET P31がその前に非導通
になつているので、出力端O11は変化しないでVSS
レベルを容量保持する。また、接続点J21がVSS
ベルに変化する際、VDD→P21→P51→N51→N21
DSSの経路にはP形MOSFET P21が非導通のまま
であるから、貫通電流は流れない。
Next, when the input terminal 21 becomes V DD , the P type
MOSFET P 31 , P 41 and N-type MOSFET N 11 ,
N 51 becomes non-conductive and conductive, respectively, and at this time, since the connection point J 11 is capacitively holding the V DD level, the connection point J 21 becomes the V SS level. P-type MOSFET P 61 ,
N-type MOSFET N61 becomes conductive and non-conductive, respectively.
At this time, since the P-type MOSFET P 31 has become non-conductive before that, the output terminal O 11 remains unchanged and remains at V SS
Hold the level to capacity. Also, when the connection point J 21 changes to the V SS level, V DD →P 21 →P 51 →N 51 →N 21
Since the P-type MOSFET P21 remains non-conductive in the path of D SS , no through current flows.

入力端I11がVDDレベルになると、P形
MOSFET P11,P51及びN形MOSFET N31
N41は各々非導通及び導通となる。この結果、接
続点J11はVSSレベルになる。さらに、P形
MOSFET P21、N形MOSFET N21が各々導通、
非導通となる。このとき、P形MOSFET P51
その前に非導通になつているので、接続点J21
変化しないでVSSレベルを容量保持する。また、
接続点J11がVSSレベルに変化する際、VDD→P11
P41→N41→N11→VSSの経路にはP形MOSFET
P41が非導通のままであるから、貫通電流は流れ
ない。
When the input terminal I11 reaches VDD level, the P type
MOSFET P 11 , P 51 and N-type MOSFET N 31 ,
N 41 becomes non-conductive and conductive, respectively. As a result, the connection point J11 goes to the V SS level. Furthermore, P type
MOSFET P 21 and N-type MOSFET N 21 are each conductive.
It becomes non-conductive. At this time, since the P-type MOSFET P51 has become non-conductive before that, the connection point J21 does not change and maintains the capacitance at the V SS level. Also,
When the connection point J 11 changes to V SS level, V DD → P 11
P 41 →N 41 →N 11 →V SS path has a P-type MOSFET
Since P 41 remains non-conducting, no shoot-through current flows.

次に、入力端I11がVSSレベルになると、P形
MOSFET P11,P51及びN形MOSFET N31
N41は各々導通及び非導通となり、また接続点J11
がVSSレベルを容量保持しているので、接続点J21
がVDDレベルになる。この結果、N形MOSFET
P61、N形MOSFET N61は、各々非導通、導通
となる。このためN形MOSFET N31がその前に
非導通になつているので、出力端O11は変化しな
いでVSSレベルを容量保持する。また、接続点J21
がVDDレベルに変化する際、VDD→P21→P51→N51
→N21→VSSの経路にはN形MOSFET N21が非導
通のままであるから、貫通電流は流れない。
Next, when the input terminal I11 reaches the V SS level, the P type
MOSFET P 11 , P 51 and N-type MOSFET N 31 ,
N 41 becomes conductive and non-conductive, respectively, and the connection point J 11
is capacitively holding the V SS level, so the connection point J 21
becomes V DD level. As a result, the N-type MOSFET
P 61 and N-type MOSFET N 61 become non-conductive and conductive, respectively. Therefore, since the N-type MOSFET N31 becomes non-conductive before that, the output terminal O11 does not change and maintains the capacitance at the V SS level. Also, connection point J 21
When changes to V DD level, V DD →P 21 →P 51 →N 51
→N 21 → Since N-type MOSFET N 21 remains non-conductive in the path of V SS , no through current flows.

このように、入力端I11及び21がそれぞれ交互
にVSS→VDD→VSSのレベル変化及びVDD→VSS
VDDのレベル変化を繰返す場合、接続点J11,J21
がそれに応答して電圧レベルの反転を繰返すだけ
であり、出力端O11は変化しない。入力端子21
VDD→VSS→VDDのレベル変化をした後、入力端I11
のレベル変化がおこる前にさらに入力端子21
VDD→VSSのレベル変化をした場合、P形
MOSFET P21が導通する。この結果、出力端
O11がVDDレベルになる。すなわち、入力端I11
入力される信号の周波数が入力端21に入力され
る信号の周波数より低くなつたことが検出され
る。また、出力端O11がVDDレベルに変化する際、
VDD→P31→P61→N61→N31→VSSの経路にはN形
MOSFET N31,N61が非導通のままであるから、
貫通電流は流れない。
In this way, the input terminals I 11 and 21 alternately change the level of V SS → V DD → V SS and V DD → V SS
When the level change of V DD is repeated, the connection points J 11 and J 21
simply repeats the inversion of the voltage level in response, and the output terminal O11 remains unchanged. Input terminal 21
After changing the level of V DD → V SS → V DD , the input terminal I 11
Before the level change occurs, the input terminal 21
When the level changes from V DD → V SS , P type
MOSFET P 21 becomes conductive. As a result, the output end
O 11 becomes V DD level. That is, it is detected that the frequency of the signal input to the input terminal I11 has become lower than the frequency of the signal input to the input terminal 21 . Also, when the output terminal O 11 changes to the V DD level,
V DD →P 31 →P 61 →N 61 →N 31 →V SS route has N type
Since MOSFETs N 31 and N 61 remain non-conducting,
No through current flows.

一方、入力端I11に入力される信号の周波数が
入力端21に入力される基準信号の周波数よりも
高くなつたときは、第7図にそのタイミング図を
示すように、出力端O11はVSSレベルからVDDレベ
ルに変化する。なお、その詳細な回路動作は前述
から容易に理解できるので省略する。また、入力
端I11への信号の周波数が基準信号のそれと等し
い場合は出力端O11は前の状態を保持している。
On the other hand, when the frequency of the signal input to the input terminal I11 becomes higher than the frequency of the reference signal input to the input terminal 21 , the output terminal O11 becomes Changes from V SS level to V DD level. The detailed circuit operation will be omitted since it can be easily understood from the above. Furthermore, if the frequency of the signal to the input terminal I 11 is equal to that of the reference signal, the output terminal O 11 maintains its previous state.

このように、本発明による周波数比較回路は従
来回路に比べて構成されるMOSFETの数が12個
と少なく、集積回路内においてはその占有面積は
小さくできる。さらに、入力端I1121に各々入
力される信号の変化による接続点J11,J21及び出
力端O11の各変化は容量保持状態から起きるた
め、電源間に貫通電流が流れることはない。
As described above, the frequency comparison circuit according to the present invention has a smaller number of MOSFETs (12) than the conventional circuit, and can occupy a smaller area within the integrated circuit. Furthermore, changes in the connection points J 11 and J 21 and the output terminal O 11 due to changes in the signals input to the input terminals I 11 and 21 occur from the capacitance retention state, so no through current flows between the power supplies. .

以上、詳細に説明したように、本発明によれば
構成されるMOSFETの数が少なく、貫通電流が
流れない、つまり消費電力の小さい周波数比較回
路が得られる。
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to obtain a frequency comparison circuit with a small number of configured MOSFETs and no through current, that is, low power consumption.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図、第2図、第3図及び第4図は各々従来
の周波数比較回路の一例を示す論理回路図、該論
理回路図に用いられる論理ゲートの回路図及び該
論理回路の動作を説明するための各部の信号図、
第5図は本発明の一実施例を示す回路図、第6図
および第7図はそれぞれ第5図の動作を説明する
ための信号図である。 I1,I2…入力端、O1…出力端、J1,J2,J3,J4
J5,J6,J7…各論理ゲートの出力、R1,R2,R3
R4,R5,R6…NORゲート、AR1,AR2…ANOR
ゲート、I10,I20,I30…入力、O10…出力、VDD
VSS…電源の一端、P10,P20,P30…P形
MOSFET N10,N20,N30…N形MOSFET、
I100,I200,I300…入力、O100…出力、VDD,VSS
電源の一端、P100,P200,P300…P形MOSFET、
N100,N200,N300…N形MOSFET、I1,I2…入
力端の信号、O1…出力端の信号、J1,J2,J3
J4,J5,J6,J7…各論理ゲートの出力信号、I11
I21…入力端、O11…出力端、J11,J21…接続点、
VDD,VSS…電源の一端、P11,P21,P31,P41
P51,P61…P形MOSFET、N11,N21,N31
N41,N51,N61…N形MOSFET、I1121…入力
端の信号、O11…出力端の信号、J11,J21…接続
点の信号、〓破線部…電圧レベルの容量保持期
間。
1, 2, 3, and 4 are logic circuit diagrams showing an example of a conventional frequency comparison circuit, a circuit diagram of a logic gate used in the logic circuit diagram, and an explanation of the operation of the logic circuit. Signal diagrams of each part for
FIG. 5 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention, and FIGS. 6 and 7 are signal diagrams for explaining the operation of FIG. 5, respectively. I 1 , I 2 ... input end, O 1 ... output end, J 1 , J 2 , J 3 , J 4 ,
J 5 , J 6 , J 7 ... Output of each logic gate, R 1 , R 2 , R 3 ,
R 4 , R 5 , R 6 …NOR gate, AR 1 , AR 2 …ANOR
Gate, I 10 , I 20 , I 30 ... input, O 10 ... output, V DD ,
V SS ...One end of the power supply, P10 , P20 , P30 ...P type
MOSFET N 10 , N 20 , N 30 …N type MOSFET,
I 100 , I 200 , I 300 ... input, O 100 ... output, V DD , V SS ...
One end of power supply, P 100 , P 200 , P 300 ...P type MOSFET,
N 100 , N 200 , N 300 ... N-type MOSFET, I 1 , I 2 ... Signal at input end, O 1 ... Signal at output end, J 1 , J 2 , J 3 ,
J 4 , J 5 , J 6 , J 7 ... Output signal of each logic gate, I 11 ,
I 21 ...Input end, O 11 ...Output end, J 11 , J 21 ...Connection point,
V DD , V SS ...One end of the power supply, P 11 , P 21 , P 31 , P 41 ,
P51 , P61 ...P-type MOSFET, N11 , N21 , N31 ,
N 41 , N 51 , N 61 ...N-type MOSFET, I 11 , 21 ...Signal at the input end, O 11 ...Signal at the output end, J 11 , J 21 ...Signal at the connection point, Broken line section...Voltage level capacitance Retention period.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 それぞれが二つの第1極性トランジスタと二
つの第2極性トランジスタとを含んで構成された
第1、第2および第3の直列回路を互いに並列に
接続し、第1の入力信号によつて前記第1の直列
回路における一方の第1および第2極性トランジ
スタ、前記第2の直列回路における一方の第2極
性トランジスタおよび前記第3の直列回路におけ
る一方の第1極性トランジスタを制御し、第2の
入力信号によつて前記第1の直列回路における他
方の第1および第2極性トランジスタ、前記第2
の直列回路における一方の第1極性トランジスタ
および前記第3の直列回路における一方の第2極
性トランジスタを制御し、前記第1の直列回路の
出力によつて、前記第2の直列回路における他方
の第1および第2極性トランジスタを制御し、前
記第2の直列回路の出力によつて前記第3の直列
回路における他方の第1および第2極性トランジ
スタを制御したことを特徴とする比較回路。
1 first, second, and third series circuits, each including two first-polarity transistors and two second-polarity transistors, are connected in parallel to each other, and a first input signal causes the one of the first and second polarity transistors in the first series circuit, one of the second polarity transistors in the second series circuit, and one of the first polarity transistors in the third series circuit; The other first and second polarity transistors in the first series circuit, the second
One first polarity transistor in the series circuit and one second polarity transistor in the third series circuit are controlled, and the other transistor in the second series circuit is controlled by the output of the first series circuit. 1. A comparator circuit characterized in that the first and second polarity transistors are controlled, and the other first and second polarity transistors in the third series circuit are controlled by the output of the second series circuit.
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