JPH0613856A - Comparator circuit - Google Patents
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- JPH0613856A JPH0613856A JP4168925A JP16892592A JPH0613856A JP H0613856 A JPH0613856 A JP H0613856A JP 4168925 A JP4168925 A JP 4168925A JP 16892592 A JP16892592 A JP 16892592A JP H0613856 A JPH0613856 A JP H0613856A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ヒステリシス特性を有するコンパレータ回路の
高速化を図ること。
【構成】第1の差動増幅回路A1 の非反転入力端子を第
1の信号入力端子IN1に、また反転入力端子を第2の
信号入力端IN2 に接続する。第1の差動増幅回路A1
の同相出力端子を出力回路O1 の非反転入力端子に接続
し、逆相出力端子を出力回路O1 の反転入力端子に接続
する。出力回路O1 の同相出力端子を第1の信号出力端
子OUT1 に接続すると共に第2の差動増幅回路A2 の
非反転入力端子に接続し、また逆相出力端子を第2の出
力端子OUT2 に接続すると共に第2の差動増幅回路A
2 の反転入力端子に接続する。第2の差動増幅回路の出
力振幅幅としては、第1の差動増幅回路の出力振幅より
も小さく設定する。この第2の差動増幅回路A2 の同相
出力端子を出力回路O1 の非反転入力端子に接続し、逆
相出力端子を出力回路O1 の反転入力端子に接続する。
(57) [Abstract] [Purpose] To increase the speed of a comparator circuit with hysteresis characteristics. A non-inverting input terminal of a first differential amplifier circuit A 1 is connected to a first signal input terminal IN 1 , and an inverting input terminal thereof is connected to a second signal input terminal IN 2 . First differential amplifier circuit A 1
Is connected to the non-inverting input terminal of the output circuit O 1, and the in-phase output terminal is connected to the inverting input terminal of the output circuit O 1 . The in-phase output terminal of the output circuit O 1 is connected to the first signal output terminal OUT 1 and the non-inverting input terminal of the second differential amplifier circuit A 2 , and the anti-phase output terminal is the second output terminal. The second differential amplifier circuit A connected to OUT 2
Connect to the inverting input terminal of 2 . The output amplitude width of the second differential amplifier circuit is set smaller than the output amplitude of the first differential amplifier circuit. The in-phase output terminal of the second differential amplifier circuit A 2 is connected to the non-inverting input terminal of the output circuit O 1 , and the anti-phase output terminal is connected to the inverting input terminal of the output circuit O 1 .
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、アナログ電圧を比較す
るコンパレータ回路に係り、特に、入力電圧の変化に対
して出力電圧がヒステリシス特性をもって変化するコン
パレータ回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a comparator circuit for comparing analog voltages, and more particularly to a comparator circuit in which an output voltage changes with a hysteresis characteristic in response to a change in input voltage.
【0002】[0002]
【従来の技術】光通信の分野などに於いて使用されるコ
ンパレータ回路は、高速動作とヒステリシスの両者を兼
ね備えることが要求されている。2. Description of the Related Art Comparator circuits used in the field of optical communication are required to have both high speed operation and hysteresis.
【0003】この種の分野に使用される従来のヒステリ
シス付コンパレータ回路は、図9の(A)に示すよう
に、2つの信号入力端子IN11,IN12と信号出力端子
OUTの間に、2つの差動増幅回路A11,A12と抵抗R
11を配して構成されている。即ち、前段差動増幅回路A
11の非反転入力端子(+)は第1の信号入力端子IN11
に直接、また反転入力端子(−)は第2の信号入力端I
N12に抵抗R11を介して接続されている。この前段差動
増幅回路A11の同相出力端子は後段差動増幅回路A12の
非反転入力端子に接続され、逆相出力端子は後段差動増
幅回路A12の反転入力端子に接続されている。この後段
差動増幅回路A12の同相出力端子が、上記信号出力端子
OUTに接続され、比較結果を示す信号が出力端子OU
Tに得られる。As shown in FIG. 9A, a conventional comparator circuit with hysteresis used in this type of field has two signal input terminals IN 11 and IN 12 and a signal output terminal OUT. Two differential amplifier circuits A 11 , A 12 and resistor R
11 are arranged. That is, the front stage differential amplifier circuit A
The non-inverting input terminal 11 (+) of the first signal input terminal IN 11
Directly, and the inverting input terminal (-) is connected to the second signal input terminal I
It is connected to N 12 via a resistor R 11 . The in-phase output terminal of the preceding differential amplifier circuit A 11 is connected to the non-inverting input terminal of the following differential amplifier circuit A 12 , and the anti-phase output terminal is connected to the inverting input terminal of the following differential amplifier circuit A 12 . . The in-phase output terminal of the post-stage differential amplifier circuit A 12 is connected to the signal output terminal OUT, and a signal indicating the comparison result is output terminal OU.
Obtained by T.
【0004】また、後段差動増幅回路A12の逆相出力端
子が前段差動増幅回路A11の反転入力端子に接続され、
これにより、ヒステリシス動作を行う。即ち、ヒステリ
シス幅ΔVは、 R11×(後段差動増幅回路A12の出力電流振幅) である。The negative phase output terminal of the rear differential amplifier circuit A 12 is connected to the inverting input terminal of the front differential amplifier circuit A 11 ,
As a result, the hysteresis operation is performed. That is, the hysteresis width ΔV is R11 × (output current amplitude of the post-stage differential amplifier circuit A 12 ).
【0005】このような従来のコンパレータ回路は、具
体的には、例えば図9の(B)に示すような回路構成を
とる。即ち、第1の信号入力端子IN11は第1のNPN
トランジスタQ11のベースに接続され、第2の信号入力
端子IN12は抵抗R11を介して第2のNPNトランジス
タQ12のベースに接続されている。これら第1及び第2
のトランジスタのエミッタは相互に接続され、相互接続
点が定電流源I11を介して接地ラインGNDに接続され
ている。第1のトランジスタQ11のコレクタは、負荷抵
抗R12A を介して電源ラインVCCに接続されると共に、
第3のNPNトランジスタQ13のベースに接続されてい
る。同様に、第2のトランジスタQ12のコレクタは、負
荷抵抗R12B を介して電源ラインVCCに接続されると共
に、第4のNPNトランジスタQ14のベースに接続され
ている。Specifically, such a conventional comparator circuit has a circuit configuration as shown in FIG. 9B, for example. That is, the first signal input terminal IN 11 is connected to the first NPN
It is connected to the base of the transistor Q 11 , and the second signal input terminal IN 12 is connected to the base of the second NPN transistor Q 12 via the resistor R 11 . These first and second
The emitters of the transistors are connected to each other, and the interconnection point is connected to the ground line GND via the constant current source I 11 . The collector of the first transistor Q 11 is connected to the power supply line V CC via the load resistor R 12A , and
It is connected to the base of the third NPN transistor Q 13 . Similarly, the collector of the second transistor Q 12 is connected to the power supply line V CC via the load resistor R 12B and is also connected to the base of the fourth NPN transistor Q 14 .
【0006】上記第3のトランジスタQ13のコレクタは
電源ラインVCCに接続され、エミッタはダイオードD
11A 及び定電流源I12A を介して接地ラインGNDに接
続され、同様に、第4のトランジスタQ14のコレクタは
電源ラインVCCに接続され、エミッタはダイオードD
11B 及び定電流源I12B を介して接地ラインGNDに接
続されている。The collector of the third transistor Q 13 is connected to the power supply line V CC , and the emitter is the diode D.
It is connected to the ground line GND via 11A and the constant current source I 12A , similarly, the collector of the fourth transistor Q 14 is connected to the power supply line V CC , and the emitter thereof is the diode D.
It is connected to the ground line GND through 11B and the constant current source I 12B .
【0007】ダイオードD11A と定電流源I12A の接続
点は第5のNPNトランジスタQ15のベースに接続さ
れ、ダイオードD11B と定電流源I12B の接続点は第6
のNPNトランジスタQ16のベースに接続されている。
これら第5及び第6のトランジスタのエミッタは相互に
接続され、相互接続点が定電流源I13を介して接地ライ
ンGNDに接続されている。第5のトランジスタQ15の
コレクタは上記第2の信号入力端子IN12に接続され、
第6のトランジスタQ16のコレクタは、負荷抵抗R12C
を介して電源ラインVCCに接続されると共に、信号出力
端子OUTに接続されている。The connection point between the diode D 11A and the constant current source I 12A is connected to the base of the fifth NPN transistor Q 15 , and the connection point between the diode D 11B and the constant current source I 12B is the sixth.
Connected to the base of the NPN transistor Q 16 .
The emitters of the fifth and sixth transistors are connected to each other, and the interconnection point is connected to the ground line GND via the constant current source I 13 . The collector of the fifth transistor Q 15 is connected to the second signal input terminal IN 12
The collector of the sixth transistor Q 16 has a load resistor R 12C.
It is connected to a power supply line V CC via is connected to the signal output terminal OUT.
【0008】このような回路構成のコンパレータ回路で
は、NPNトランジスタを使用してPNPトランジスタ
は使用していないこと、トランジスタを非飽和で使用し
ていることから、比較的高速である。ヒステリシス幅
は、 R11×I13 である。In the comparator circuit having such a circuit configuration, the NPN transistor is used, the PNP transistor is not used, and the transistor is used in a non-saturated state, so that it is relatively fast. The hysteresis width is R 11 × I 13 .
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来のコンパレータ回路では、2つの信号入力
端子の内、第2の信号入力端子IN12に抵抗R11を通し
て出力から帰還をかけているため、以下のような問題が
ある。 (1)第2の信号入力端子IN12の入力インピーダンス
が低い。 (2)第2の信号入力端子IN12に接続する回路のイン
ピーダンスにより、ヒステリシス幅などの特性が変化す
る。 (3)第2の信号入力端子IN12のインピーダンスがヒ
ステリシス動作により変化するため、ヒステリシス動作
により、信号源に影響を与える。 (4)第1の信号入力端子IN11と第2の信号入力端子
IN12でインピーダンスが異なるため、差動信号では使
いにくい。また、小さいヒステリシス幅を要求された場
合、抵抗R11又は電流I13を小さくする必要があるが、
そうすると以下のような問題も起こってくる。 (5)抵抗R11を小さくすると、上記(1)〜(4)の
問題が大きくなる。 (6)電流I13を小さくすると、高速動作が困難にな
る。 本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、(1)高
速動作を可能にするヒステリシス付コンパレータ回路を
提供することを目的とする。However, in the conventional comparator circuit as described above, the feedback is applied from the output to the second signal input terminal IN 12 of the two signal input terminals through the resistor R 11 . , There are the following problems. (1) The input impedance of the second signal input terminal IN 12 is low. (2) Characteristics such as hysteresis width change depending on the impedance of the circuit connected to the second signal input terminal IN 12 . (3) Since the impedance of the second signal input terminal IN 12 changes due to the hysteresis operation, the hysteresis operation affects the signal source. (4) Since the first signal input terminal IN 11 and the second signal input terminal IN 12 have different impedances, it is difficult to use for differential signals. Further, when a small hysteresis width is required, it is necessary to reduce the resistance R 11 or the current I 13 ,
Then, the following problems will occur. (5) If the resistance R 11 is reduced, the problems (1) to (4) described above are increased. (6) If the current I 13 is reduced, high speed operation becomes difficult. The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide (1) a comparator circuit with hysteresis that enables high-speed operation.
【0010】また、本発明は、(2)差動信号でも使用
できるように、2つの入力の入力インピーダンスを等し
くすることができ、(3)ヒステリシス動作により入力
インピーダンスが変化しないようにすることができ、且
つ(4)比較的小さいヒステリシスにも適した回路構成
とすることができるヒステリシス付コンパレータ回路を
提供することを目的とする。Further, according to the present invention, (2) the input impedances of the two inputs can be equalized so that they can be used with a differential signal, and (3) the input impedance is prevented from changing due to the hysteresis operation. (4) An object of the present invention is to provide a comparator circuit with hysteresis capable of (4) having a circuit configuration suitable for relatively small hysteresis.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるコンパレータ回路は、比較すべき2つ
の信号を受けるための信号入力端子と、前記信号入力端
子に接続された入力端子を有する第1の差動増幅回路
と、前記第1の差動増幅回路の出力端子に接続され、比
較結果を示す信号を出力するための信号出力端子と、前
記信号出力端子に接続された入力端子と、前記第1の差
動増幅回路の出力端子に接続された出力端子とを有し、
前記第1の差動増幅回路の出力振幅よりも小さい出力振
幅を持つ第2の差動増幅回路とを備えることを特徴とす
る。In order to achieve the above object, a comparator circuit according to the present invention comprises a signal input terminal for receiving two signals to be compared and an input terminal connected to the signal input terminal. A first differential amplifier circuit having, a signal output terminal connected to an output terminal of the first differential amplifier circuit for outputting a signal indicating a comparison result, and an input terminal connected to the signal output terminal And an output terminal connected to the output terminal of the first differential amplifier circuit,
A second differential amplifier circuit having an output amplitude smaller than the output amplitude of the first differential amplifier circuit.
【0012】[0012]
【作用】即ち、本発明のコンパレータ回路では、2つの
差動増幅回路を用い、第1の差動増幅回路の出力と第2
の差動増幅回路の出力を結合し、第2の差動増幅回路の
入力端子を信号出力端子に接続することにより正帰還ル
ープを形成してヒステリシスを持たせ、第1の差動増幅
回路の入力端子に信号入力端子からの入力信号を加える
ようにしている。ここで、第1及び第2の差動増幅回路
の出力振幅を同じにすると、出力が固定されてしまい、
コンパレータとして動作しないため、第2の差動増幅回
路の出力振幅を第1の差動増幅回路の出力振幅よりも小
さく設定している。That is, in the comparator circuit of the present invention, two differential amplifier circuits are used, and the output of the first differential amplifier circuit and the second differential amplifier circuit are used.
Of the first differential amplifier circuit by forming a positive feedback loop by connecting the output terminals of the differential amplifier circuit and connecting the input terminal of the second differential amplifier circuit to the signal output terminal. The input signal from the signal input terminal is added to the input terminal. Here, if the output amplitudes of the first and second differential amplifier circuits are the same, the output is fixed,
Since it does not operate as a comparator, the output amplitude of the second differential amplifier circuit is set smaller than the output amplitude of the first differential amplifier circuit.
【0013】第1及び第2の差動増幅回路はNPNトラ
ンジスタを用いて構成でき、非飽和で使用できるため、
また正帰還ループが第1の差動増幅回路を通らないた
め、高速動作を可能とすることができる。Since the first and second differential amplifier circuits can be constructed by using NPN transistors and can be used without being saturated,
Moreover, since the positive feedback loop does not pass through the first differential amplifier circuit, high speed operation can be enabled.
【0014】また、信号入力端子がヒステリシスループ
から分離されているため、差動信号でも使用できるよう
に、2つの入力の入力インピーダンスを等しくすること
ができ、またヒステリシス動作により入力インピーダン
スが変化しないようにすることができる。さらに、ヒス
テリシスループの前に第1の差動増幅回路により信号を
増幅しているため、比較的小さいヒステリシスにも適し
た回路構成とすることができる。Further, since the signal input terminal is separated from the hysteresis loop, the input impedances of the two inputs can be made equal so that they can be used for differential signals, and the input impedance does not change due to the hysteresis operation. Can be Further, since the signal is amplified by the first differential amplifier circuit before the hysteresis loop, the circuit configuration suitable for a relatively small hysteresis can be obtained.
【0015】[0015]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1の(A)は、本発明の第1の実施例の回路構
成を示す図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1A is a diagram showing a circuit configuration of a first embodiment of the present invention.
【0016】第1の差動増幅回路は、トランジスタ
Q1 ,Q2 、負荷抵抗RL 、及び定電流源I1 で構成さ
れ、第2の差動増幅回路は、トランジスタQ3 ,Q4 、
負荷抵抗RL 、及び定電流源I2 で構成される。負荷抵
抗RL は、2つの差動増幅回路で共用している。The first differential amplifier circuit comprises transistors Q 1 and Q 2 , a load resistance RL , and a constant current source I 1 , and the second differential amplifier circuit includes transistors Q 3 and Q 4 ,
It is composed of a load resistance R L and a constant current source I 2 . The load resistance R L is shared by the two differential amplifier circuits.
【0017】即ち、第1の信号入力端子IN1 は第1の
NPNトランジスタQ1 のベースに接続され、第2の信
号入力端子IN2 は第2のNPNトランジスタQ2 のベ
ースに接続されている。これら第1及び第2のトランジ
スタのエミッタは相互に接続され、相互接続点が定電流
源I1 を介して接地ラインGNDに接続されている。第
1のトランジスタQ1 のコレクタは、負荷抵抗RL を介
して電源ラインVCCに接続されると共に、第2の信号出
力端子OUT2 に接続されている。同様に、第2のトラ
ンジスタQ2 のコレクタは、負荷抵抗RL を介して電源
ラインVCCに接続されると共に、第1の信号出力端子O
UT1 に接続されている。That is, the first signal input terminal IN 1 is connected to the base of the first NPN transistor Q 1 , and the second signal input terminal IN 2 is connected to the base of the second NPN transistor Q 2 . . The emitters of the first and second transistors are connected to each other, and the interconnection point is connected to the ground line GND via the constant current source I 1 . The collector of the first transistor Q 1 is connected to the power supply line V CC via the load resistance R L and is also connected to the second signal output terminal OUT 2 . Similarly, the collector of the second transistor Q 2 is connected to the power supply line V CC via the load resistor R L and the first signal output terminal O
It is connected to UT 1 .
【0018】第2の信号出力端子OUT2 にはまた第3
のNPNトランジスタQ3 のベースが接続され、同様
に、第1の信号出力端子OUT1 には第4のNPNトラ
ンジスタQ4 のベースが接続されている。これら第3及
び第4のトランジスタのエミッタは相互に接続され、相
互接続点が定電流源I2 を介して接地ラインGNDに接
続されている。第3のトランジスタQ3 のコレクタは上
記第2のトランジスタQ2 のコレクタに接続され、第4
のトランジスタQ2 のコレクタは上記第1のトランジス
タQ1 のコレクタに接続されている。The second signal output terminal OUT 2 has a third terminal
Is connected to the base of the NPN transistor Q 3 , and similarly, the base of the fourth NPN transistor Q 4 is connected to the first signal output terminal OUT 1 . The emitters of the third and fourth transistors are connected to each other, and the interconnection point is connected to the ground line GND via the constant current source I 2 . The collector of the third transistor Q 3 is connected to the collector of the second transistor Q 2 and
The collector of the transistor Q 2 is connected to the collector of the first transistor Q 1 .
【0019】ここで、この回路をコンパレータとして動
作させるために、第2の差動増幅回路の出力振幅幅を第
1の差動増幅回路の出力振幅よりも小さく設定すること
が必要であり、そのため2つの定電流源をI1 >I2 に
なるように設定する。In order to operate this circuit as a comparator, it is necessary to set the output amplitude width of the second differential amplifier circuit smaller than the output amplitude of the first differential amplifier circuit. The two constant current sources are set so that I 1 > I 2 .
【0020】また、ヒステリシス動作を行うためには、
正帰還ループのループゲインを「1」よりも大きくする
必要があり、その条件は、 (I2 RL /2VT )>1 (但しVT =kT/
q) である。In order to perform the hysteresis operation,
It is necessary to make the loop gain of the positive feedback loop larger than “1”, and the condition is (I 2 RL / 2V T )> 1 (where V T = kT /
q).
【0021】なお、ヒステリシスは必要ないが、高ゲイ
ン,高速のコンパレータが必要とされる場合には、この
ループゲインを「1」以下に設定することにより、容易
に実現できる。Although hysteresis is not required, if a high gain, high speed comparator is required, it can be easily realized by setting this loop gain to "1" or less.
【0022】ヒステリシス幅ΔVは、第1の差動増幅回
路に入力信号を加えることにより、第2の差動増幅回路
で形成される正帰還ループのゲインが「1」を越えると
きの入力電圧であるから、小信号モデルを使用し、一次
近似すると、The hysteresis width ΔV is the input voltage when the gain of the positive feedback loop formed by the second differential amplifier circuit exceeds "1" by applying the input signal to the first differential amplifier circuit. So, using a small-signal model and a first-order approximation,
【0023】[0023]
【数1】 [Equation 1]
【0024】である。ヒステリシス幅ΔVはVT に比例
するため、温度係数を持つが、I2 /I1 に温度係数を
持たせることにより、温度係数を0にしたり、希望する
温度特性に設計できる。It is Since the hysteresis width ΔV is proportional to V T, it has a temperature coefficient, but by giving I 2 / I 1 a temperature coefficient, the temperature coefficient can be set to 0 or designed to have a desired temperature characteristic.
【0025】図1の(B)は、本発明の第2の実施例の
構成を示す図である。本実施例では、第1及び第2の差
動増幅回路A1 ,A2 の共通の出力端子に出力回路O1
が接続され、この出力回路O1 の出力により第2の差動
増幅回路A2 に正帰還をかけている。FIG. 1B is a diagram showing the configuration of the second embodiment of the present invention. In this embodiment, the output circuit O 1 is connected to the common output terminal of the first and second differential amplifier circuits A 1 and A 2.
Is connected, and the positive feedback is applied to the second differential amplifier circuit A 2 by the output of the output circuit O 1 .
【0026】即ち、第1の差動増幅回路A1 の非反転入
力端子(+)は第1の信号入力端子IN1 に、また反転
入力端子(−)は第2の信号入力端IN2 に接続されて
いる。この第1の差動増幅回路A1 の同相出力端子は出
力回路O1 の非反転入力端子に接続され、逆相出力端子
は出力回路O1 の反転入力端子に接続されている。この
出力回路O1 の同相出力端子は第1の信号出力端子OU
T1 に接続されると共に第2の差動増幅回路A2 の非反
転入力端子に接続され、また逆相出力端子は第2の出力
端子OUT2 に接続されると共に第2の差動増幅回路A
2 の反転入力端子に接続されている。そして、この第2
の差動増幅回路A2 の同相出力端子は上記出力回路O1
の非反転入力端子に接続され、逆相出力端子が出力回路
O1 の反転入力端子に接続されている。That is, the non-inverting input terminal (+) of the first differential amplifier circuit A 1 is connected to the first signal input terminal IN 1 , and the inverting input terminal (-) is connected to the second signal input terminal IN 2 . It is connected. The in-phase output terminal of the first differential amplifier circuit A 1 is connected to the non-inverting input terminal of the output circuit O 1 , and the anti-phase output terminal is connected to the inverting input terminal of the output circuit O 1 . The in-phase output terminal of the output circuit O 1 is the first signal output terminal OU.
The second differential amplifier circuit is connected to T 1 and is also connected to the non-inverting input terminal of the second differential amplifier circuit A 2 , and the negative phase output terminal is connected to the second output terminal OUT 2. A
It is connected to the inverting input terminal of 2 . And this second
The in-phase output terminal of the differential amplifier circuit A 2 the output circuit O 1
Of the output circuit O 1 is connected to the non-inverting input terminal of the output circuit O 1 .
【0027】このような構成のコンパレータ回路は、例
えば、図1の(C)に示すような回路構成で実現でき
る。即ち、第1の信号入力端子IN1 は第1のNPNト
ランジスタQ1 のベースに接続され、第2の信号入力端
子IN2 は第2のNPNトランジスタQ2 のベースに接
続されている。これら第1及び第2のトランジスタのエ
ミッタは相互に接続され、相互接続点が第1の定電流源
I1 を介して接地ラインGNDに接続されている。第1
のトランジスタQ1 のコレクタは、負荷抵抗RLを介し
て電源ラインVCCに接続されると共に、第4のNPNト
ランジスタQ4 のコレクタ及び第6のNPNトランジス
タQ6 のベースに接続され、同様に、第2のトランジス
タQ2 のコレクタは、負荷抵抗RL を介して電源ライン
VCCに接続されると共に、第3のNPNトランジスタQ
3 のコレクタ及び第5のNPNトランジスタQ5 のベー
スに接続されている。The comparator circuit having such a structure can be realized, for example, by the circuit structure shown in FIG. That is, the first signal input terminal IN 1 is connected to the base of the first NPN transistor Q 1 , and the second signal input terminal IN 2 is connected to the base of the second NPN transistor Q 2 . The emitters of these first and second transistors are connected to each other, and the interconnection point is connected to the ground line GND via the first constant current source I 1 . First
The collector of the transistor Q 1 is connected to the power supply line V CC via the load resistance R L, and is also connected to the collector of the fourth NPN transistor Q 4 and the base of the sixth NPN transistor Q 6 , and similarly. , The collector of the second transistor Q 2 is connected to the power supply line V CC via the load resistor RL , and the third NPN transistor Q 2 is connected.
It is connected to the collector of 3 and the base of the fifth NPN transistor Q 5 .
【0028】上記第3のトランジスタQ3 のベースには
第2の信号出力端子OUT2 が接続され、第4のトラン
ジスタQ4 のベースには第1の信号出力端子OUT1 が
接続されている。これら第3及び第4のトランジスタの
エミッタは相互に接続され、相互接続点が第2の定電流
源I2 を介して接地ラインGNDに接続されている。The second signal output terminal OUT 2 is connected to the base of the third transistor Q 3 , and the first signal output terminal OUT 1 is connected to the base of the fourth transistor Q 4 . The emitters of the third and fourth transistors are connected to each other, and the interconnection point is connected to the ground line GND via the second constant current source I 2 .
【0029】また、上記第5のトランジスタQ5 のコレ
クタは電源ラインVCCに接続され、エミッタは第3の定
電流源I3 を介して接地ラインGNDに接続されてい
る。同様に、上記第6のトランジスタQ6 のコレクタは
電源ラインVCCに接続され、エミッタは第3の定電流源
I3 を介して接地ラインGNDに接続されている。The collector of the fifth transistor Q 5 is connected to the power supply line V CC , and the emitter is connected to the ground line GND via the third constant current source I 3 . Similarly, the collector of the sixth transistor Q 6 is connected to the power supply line V CC , and the emitter is connected to the ground line GND via the third constant current source I 3 .
【0030】ここで、この回路をコンパレータとして動
作させるために、第1及び第2の定電流源I1 ,I2 の
電流値をI1 >I2 となるように設定する。また、第3
の定電流源I3 の電流値は、ほぼ第1の定電流源I1 と
同じぐらいとする。In order to operate this circuit as a comparator, the current values of the first and second constant current sources I 1 and I 2 are set so that I 1 > I 2 . Also, the third
The current value of the constant current source I 3 is approximately the same as that of the first constant current source I 1 .
【0031】このように、出力回路O1 として、エミッ
タフォロワ回路を使用している。このエミッタフォロワ
により、出力インピーダンスを下げることができるの
で、トランジスタQ3 ,Q4 のコレクタ・ベース間の寄
生容量と出力インピーダンスの積で決まる時定数を小と
できるため、且つレベルシフトを行うことによりトラン
ジスタQ3 ,Q4 のVCEを大きくすることができるた
め、上記の回路構成のコンパレータ回路は、従来のコン
パレータ回路に比較して、より高速動作が可能である。As described above, the emitter follower circuit is used as the output circuit O 1 . Since the output impedance can be lowered by this emitter follower, the time constant determined by the product of the parasitic capacitance between the collector and the base of the transistors Q 3 and Q 4 and the output impedance can be made small, and by performing the level shift. Since V CE of the transistors Q 3 and Q 4 can be increased, the comparator circuit having the above circuit configuration can operate at a higher speed than the conventional comparator circuit.
【0032】図2は、この図1の(C)の回路のシミュ
レーション結果で、入出力特性を表している。この例で
は、ヒステリシス幅ΔVは50mVに設定され、スイッ
チング速度はヒステリシスを持たない差動増幅回路と同
等の高速動作が得られている。また、図1の(B)のコ
ンパレータ回路は、図3及び図4に示すように構成する
こともできる。FIG. 2 is a simulation result of the circuit of FIG. 1C, showing the input / output characteristics. In this example, the hysteresis width ΔV is set to 50 mV, and the switching speed is as high as that of the differential amplifier circuit having no hysteresis. Further, the comparator circuit of FIG. 1B can also be configured as shown in FIGS. 3 and 4.
【0033】即ち、図3の回路構成では、第2の差動増
幅回路A2 の出力振幅を第1の差動増幅回路A1 の出力
振幅よりも小さくするため、図1の(C)に於ける負荷
抵抗RL を2つの負荷抵抗RL1とRL2に分割し、第3及
び第4のトランジスタQ3 ,Q4 のコレクタを負荷抵抗
RL1とRL2の接続点に接続している。このような回路で
は、定電流源I1 ,I2 の電流値は、I1 =I2 でも良
いし、I2 /I1 に温度係数を持たせても良い。また、
この回路では、信号出力端子OUT3 ,OUT4 も使用
できる。That is, in the circuit configuration of FIG. 3, the output amplitude of the second differential amplifier circuit A 2 is set to be smaller than the output amplitude of the first differential amplifier circuit A 1 , so that the circuit shown in FIG. The load resistance R L is divided into two load resistances R L1 and R L2 , and the collectors of the third and fourth transistors Q 3 and Q 4 are connected to the connection point of the load resistances R L1 and R L2 . . In such a circuit, the current values of the constant current sources I 1 and I 2 may be I 1 = I 2 or I 2 / I 1 may have a temperature coefficient. Also,
In this circuit, the signal output terminals OUT 3 and OUT 4 can also be used.
【0034】また、図4の回路は、図1の(C)の回路
に於いて、第1及び第2のトランジスタQ1 ,Q2 のエ
ミッタにエミッタ抵抗RE をそれぞれ接続したものであ
る。この回路に於いては、定電流源I1 とI2 の関係
は、図1の(C)と同様である。このような回路構成と
することにより、第1の差動増幅回路A1 のゲインを小
さくすることができるため、大きなヒステリシス幅ΔV
が必要な場合にこような回路構成をとることで容易に実
現できる。即ち、ヒステリシス幅ΔVは、The circuit of FIG. 4 corresponds to the circuit of FIG. 1C with the emitter resistors R E connected to the emitters of the first and second transistors Q 1 and Q 2 , respectively. In this circuit, the relationship between the constant current sources I 1 and I 2 is the same as that shown in FIG. With such a circuit configuration, the gain of the first differential amplifier circuit A 1 can be reduced, so that a large hysteresis width ΔV can be obtained.
Can be easily realized by adopting such a circuit configuration when necessary. That is, the hysteresis width ΔV is
【0035】[0035]
【数2】 となる。なお、エミッタ抵抗RE の代わりに、ダイオー
ドなどを使用しても良い。[Equation 2] Becomes A diode or the like may be used instead of the emitter resistance R E.
【0036】また、図1の(B)のコンパレータ回路の
出力回路O1 として、差動増幅回路を使用することもで
きる。図5は、そのような場合の回路構成例を示してい
る。即ち、第1のトランジスタQ1 のコレクタは、第4
のNPNトランジスタQ4 のコレクタ及び第5のNPN
トランジスタQ5 のベースに接続され、同様に、第2の
トランジスタQ2 のコレクタは、第3のNPNトランジ
スタQ3 のコレクタ及び第6のNPNトランジスタQ6
のベースに接続されている。これら第5及び第6のトラ
ンジスタのエミッタは相互に接続され、相互接続点が第
3の定電流源I3 を介して接地ラインGNDに接続され
ている。また、第5のトランジスタQ5のコレクタは、
負荷抵抗RL2を介して電源ラインVCCに接続されると共
に、第7のNPNトランジスタQ7 のベースに接続され
ている。同様に、上記第6のトランジスタQ6 のコレク
タは、負荷抵抗RL2を介して電源ラインVCCに接続され
ると共に、第8のNPNトランジスタQ8 のベースに接
続されている。これら第7及び第8のトランジスタ
Q7 ,Q8 はそれぞれ、コレクタが電源ラインVCCに接
続され、エミッタが第4の定電流源I4 を介して接地ラ
インGNDに接続されている。その他は、図1の(C)
の回路構成と同様である。このように、出力回路O1 と
して差動増幅回路を使用することにより、ループゲイン
をより大きくでき、安定な動作が可能となる。A differential amplifier circuit can also be used as the output circuit O 1 of the comparator circuit of FIG. 1B. FIG. 5 shows a circuit configuration example in such a case. That is, the collector of the first transistor Q 1 is
Collector of NPN transistor Q 4 and fifth NPN
Similarly, the collector of the second transistor Q 2 is connected to the base of the transistor Q 5 , and the collector of the second transistor Q 2 and the collector of the third NPN transistor Q 3 and the sixth NPN transistor Q 6 are connected.
Connected to the base of. The emitters of the fifth and sixth transistors are connected to each other, and the interconnection point is connected to the ground line GND via the third constant current source I 3 . The collector of the fifth transistor Q 5 is
It is connected to the power supply line V CC through the load resistor R L2 and is also connected to the base of the seventh NPN transistor Q 7 . Similarly, the collector of the sixth transistor Q 6 is connected to the power supply line V CC via the load resistance R L2 and is also connected to the base of the eighth NPN transistor Q 8 . The collectors of the seventh and eighth transistors Q 7 and Q 8 are connected to the power supply line V CC , and the emitters thereof are connected to the ground line GND through the fourth constant current source I 4 . Others are (C) of FIG.
The circuit configuration is the same. As described above, by using the differential amplifier circuit as the output circuit O 1 , the loop gain can be increased and stable operation can be performed.
【0037】また、図1の(C)に示した回路のシュミ
レーション結果として図2に示したが、この入出力特性
では、ヒステリシス動作とアンプ動作の合成特性になっ
ている。このようなアンプ動作が不要の場合には、図6
に示すように、出力側にゲインの大きなアンプA3 を追
加することにより、ヒステリシス動作のみのコンパレー
タ回路を実現できる。Further, as shown in FIG. 2 as a simulation result of the circuit shown in FIG. 1C, this input / output characteristic has a combined characteristic of hysteresis operation and amplifier operation. When such an amplifier operation is unnecessary, the operation shown in FIG.
As shown in, by adding the amplifier A 3 having a large gain on the output side, it is possible to realize a comparator circuit having only a hysteresis operation.
【0038】さらに、上記実施例では、少なくとも2つ
の信号出力端子OUT1 ,OUT2を有するコンパレー
タ回路を説明したが、図7及び図8に示すように、1つ
の信号出力端子OUTのコンパレータ回路とすることも
できる。この場合、第2の差動増幅回路A2 の反転入力
端子には、基準信号入力端子REFより基準電圧信号を
印加する。Further, in the above-described embodiment, the comparator circuit having at least two signal output terminals OUT 1 and OUT 2 has been described, but as shown in FIGS. 7 and 8, a comparator circuit having one signal output terminal OUT is used. You can also do it. In this case, the reference voltage signal is applied from the reference signal input terminal REF to the inverting input terminal of the second differential amplifier circuit A 2 .
【0039】[0039]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
(1)高速動作を可能にするヒステリシス付コンパレー
タ回路を提供することができる。As described in detail above, according to the present invention,
(1) It is possible to provide a comparator circuit with hysteresis that enables high-speed operation.
【0040】また、本発明によれば、(2)差動信号で
も使用できるように、2つの入力の入力インピーダンス
を等しくすることができ、(3)ヒステリシス動作によ
り入力インピーダンスが変化しないようにすることがで
き、且つ(4)比較的小さいヒステリシスにも適した回
路構成とすることができるヒステリシス付コンパレータ
回路を提供することができる。Further, according to the present invention, (2) the input impedances of the two inputs can be made equal so that they can be used with a differential signal, and (3) the input impedance does not change due to the hysteresis operation. (4) It is possible to provide a comparator circuit with hysteresis that can be (4) a circuit configuration suitable for relatively small hysteresis.
【図1】(A)は本発明の第1の実施例のコンパレータ
回路の回路構成図であり、(B)は本発明の第2の実施
例のコンパレータ回路の回路図、(C)は第2の実施例
のコンパレータ回路の実際の回路構成例を示す図であ
る。1A is a circuit configuration diagram of a comparator circuit according to a first embodiment of the present invention, FIG. 1B is a circuit diagram of a comparator circuit according to a second embodiment of the present invention, and FIG. It is a figure which shows the actual circuit structural example of the comparator circuit of 2nd Example.
【図2】図1の(C)の回路構成に於けるシュミレーシ
ョン結果を示す入出力特性図である。FIG. 2 is an input / output characteristic diagram showing a simulation result in the circuit configuration of FIG.
【図3】第2の実施例のコンパレータ回路の他の回路構
成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing another circuit configuration example of the comparator circuit according to the second embodiment.
【図4】第2の実施例のコンパレータ回路のさらに別の
回路構成例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing still another circuit configuration example of the comparator circuit according to the second embodiment.
【図5】第2の実施例のコンパレータ回路の他の回路構
成例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing another circuit configuration example of the comparator circuit of the second embodiment.
【図6】本発明の第3の実施例のコンパレータ回路の回
路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of a comparator circuit according to a third embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第4の実施例のコンパレータ回路の回
路図である。FIG. 7 is a circuit diagram of a comparator circuit according to a fourth embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第5の実施例のコンパレータ回路の回
路図である。FIG. 8 is a circuit diagram of a comparator circuit according to a fifth embodiment of the present invention.
【図9】(A)は従来のコンパレータ回路の回路図であ
り、(B)は(A)のコンパレータ回路の実際の回路構
成例を示す図である。9A is a circuit diagram of a conventional comparator circuit, and FIG. 9B is a diagram showing an actual circuit configuration example of the comparator circuit of FIG.
A1 ,A2 …差動増幅回路、O1 …出力回路、IN1 ,
IN2 …信号入力端子、OUT,OUT1 ,OUT2 …
信号出力端子,I1 ,I2 …定電流源。A 1 , A 2 ... Differential amplifier circuit, O 1 ... Output circuit, IN 1 ,
IN 2 ... signal input terminal, OUT, OUT 1 , OUT 2 ...
Signal output terminals, I 1 , I 2 ... Constant current source.
Claims (1)
号入力端子と、 前記信号入力端子に接続された入力端子を有する第1の
差動増幅回路と、 前記第1の差動増幅回路の出力端子に接続され、比較結
果を示す信号を出力するための信号出力端子と、 前記信号出力端子に接続された入力端子と、前記第1の
差動増幅回路の出力端子に接続された出力端子とを有
し、前記第1の差動増幅回路の出力振幅よりも小さい出
力振幅を持つ第2の差動増幅回路と、 を具備してなることを特徴とするコンパレータ回路。1. A first differential amplifier circuit having a signal input terminal for receiving two signals to be compared, an input terminal connected to the signal input terminal, and a first differential amplifier circuit. A signal output terminal connected to the output terminal for outputting a signal indicating the comparison result, an input terminal connected to the signal output terminal, and an output terminal connected to the output terminal of the first differential amplifier circuit. And a second differential amplifier circuit having an output amplitude smaller than the output amplitude of the first differential amplifier circuit, and a comparator circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4168925A JPH0613856A (en) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | Comparator circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4168925A JPH0613856A (en) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | Comparator circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0613856A true JPH0613856A (en) | 1994-01-21 |
Family
ID=15877094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4168925A Pending JPH0613856A (en) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | Comparator circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0613856A (en) |
-
1992
- 1992-06-26 JP JP4168925A patent/JPH0613856A/en active Pending
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