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JPH0821836B2 - Voltage detection circuit - Google Patents
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JPH0821836B2 - Voltage detection circuit - Google Patents

Voltage detection circuit

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JPH0821836B2
JPH0821836B2 JP1203159A JP20315989A JPH0821836B2 JP H0821836 B2 JPH0821836 B2 JP H0821836B2 JP 1203159 A JP1203159 A JP 1203159A JP 20315989 A JP20315989 A JP 20315989A JP H0821836 B2 JPH0821836 B2 JP H0821836B2
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current mirror
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は例えばマイクロコンピュータに入力される
電圧の変動を検知するための電圧検出回路に関するもの
である。
The present invention relates to a voltage detection circuit for detecting fluctuations in voltage input to a microcomputer, for example.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第3図は例えば特開昭61−276413号公報に示された従
来のこの種の電圧検出回路である。
FIG. 3 shows a conventional voltage detecting circuit of this type disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-276413.

第3図において、第1マルチコレクタpnpトランジス
タ(1)はエミッタが、電圧+Vccの電源(2)に接続
された高電位点(3)に、第2コレクタ(1b)とベース
とが第1npnトランジスタ(4)のコレクタに、それぞれ
接続されている。第2マルチコレクタpnpトランジスタ
(5)はエミッタが高電位点(3)に、第2コレクタ
(5b)とベースが第2npnトランジスタ(6)のコレクタ
に、それぞれ接続されている。第1マルチコレクタpnp
トランジスタ(1)と、第2マルチコレクタpnpトラン
ジスタ(5)はこの結線では、それぞれ第1カレントミ
ラー回路(30)および第2カレントミラー回路(40)を
構成していて、そのカレントミラー比は共に1:1であ
る。第1npnトランジスタ(4)と第2npnトランジスタ
(6)のエミッタ面積比は1:n(n>1)であり、ベー
スは共に信号入力端子(7)に接続されている。第2npn
トランジスタ(6)のエミッタは第1負荷(8)を介し
て第1接続点(9)と、そして第1npnトランジスタ
(4)のエミッタは直接に第1接続点(9)とそれぞれ
接続されている。第1接続点(9)と低電位点である接
地線(10)との間に第2負荷(11)が結合されている。
第1マルチコレクタpnpトランジスタ(1)の第1コレ
クタ(1a)は第2接続点(12)と接続されている。第2
マルチコレクタpnpトランジスタ(5)の第1コレクタ
(5a)は第4npnトランジスタ(13)のコレクタに接続さ
れている。また、第4npnトランジスタ(13)のベースと
コレクタとは接続されている。第3npnトランジスタ(1
4)のコレクタは第2接続点(12)と、ベースは第4npn
トランジスタ(13)のベースとそれぞれ接続されてお
り、第4npnトランジスタ(13)および第3npnトランジス
タ(14)のエミッタはともに接地線(10)に接続されて
いる。第4npnトランジスタ(13)と第3npnトランジスタ
(14)も第3カレントミラー回路(50)を構成してい
て、そのカレントミラー比は1:1である。さらに、高電
位点(3)と接地線(10)との間に定電流源(15)と第
5npnトランジスタ(16)が直列に接続されていて、定電
流源(15)と第5npnトランジスタ(16)のコレクタは第
3接続点(17)で接続され、第5npnトランジスタ(16)
のエミッタが接地線(10)と接続されている。第3接続
点(17)はインバータ回路(18)を介して信号出力端子
(19)に接続されている。
In FIG. 3, a first multi-collector pnp transistor (1) has an emitter at a high potential point (3) connected to a power supply (2) of voltage + Vcc, and a second collector (1b) and a base connected to a first npn transistor. Each is connected to the collector of (4). The second multi-collector pnp transistor (5) has its emitter connected to the high potential point (3), and its second collector (5b) and base connected to the collector of the second npn transistor (6), respectively. 1st multi-collector pnp
In this connection, the transistor (1) and the second multi-collector pnp transistor (5) respectively form a first current mirror circuit (30) and a second current mirror circuit (40), and their current mirror ratios are both It is 1: 1. The emitter area ratio of the first npn transistor (4) and the second npn transistor (6) is 1: n (n> 1), and both bases are connected to the signal input terminal (7). 2nd npn
The emitter of the transistor (6) is directly connected to the first connection point (9) via the first load (8), and the emitter of the first npn transistor (4) is directly connected to the first connection point (9). . A second load (11) is coupled between the first connection point (9) and the ground line (10) which is a low potential point.
The first collector (1a) of the first multi-collector pnp transistor (1) is connected to the second connection point (12). Second
The first collector (5a) of the multi-collector pnp transistor (5) is connected to the collector of the fourth npn transistor (13). The base and collector of the fourth npn transistor (13) are connected. 3rd npn transistor (1
The collector of 4) is the second connection point (12) and the base is the 4th npn
The bases of the transistors (13) are respectively connected, and the emitters of the fourth npn transistor (13) and the third npn transistor (14) are both connected to the ground line (10). The fourth npn transistor (13) and the third npn transistor (14) also form a third current mirror circuit (50), and the current mirror ratio thereof is 1: 1. Further, a constant current source (15) and a first line are connected between the high potential point (3) and the ground wire (10).
The 5npn transistor (16) is connected in series, the constant current source (15) and the collector of the fifth npn transistor (16) are connected at the third connection point (17), and the fifth npn transistor (16) is connected.
Has its emitter connected to the ground wire (10). The third connection point (17) is connected to the signal output terminal (19) via the inverter circuit (18).

次に動作について説明する。 Next, the operation will be described.

信号入力端子(7)に入力される入力信号電圧VIN
よって、第1npnトランジスタ(4)および第2npnトラン
ジスタ(6)のそれぞれのコレクタ電流IC1およびIC2
等しくなるとき、その入力信号電圧をしきい値電圧とす
る。上記しきい値電圧VSは、ボルツマン定数をk、電子
電荷をq、絶対温度をT、第2npnトランジスタ(6)の
ベース−エミッタ間電圧をVBE2、第1負荷(8)の抵抗
値をR1、第2負荷(11)の抵抗値をR2とした場合、第1
式で与えられる。
When the collector currents I C1 and I C2 of the first npn transistor (4) and the second npn transistor (6) become equal due to the input signal voltage V IN input to the signal input terminal (7), the input signal voltage is reduced. The threshold voltage is used. The threshold voltage V S is Boltzmann's constant k, electronic charge q, absolute temperature T, base-emitter voltage V BE2 of the second npn transistor (6), and resistance value of the first load (8). When R 1 and the resistance value of the second load (11) are R 2 ,
Given by the formula.

第3図の回路構成において、第1カレントミラー回路
(30)、第2カレントミラー回路(40)および第3カレ
ントミラー回路(50)のカレントミラー比がそれぞれ1:
1であるので第1カレントミラー回路(30)の入力段の
電流IC1と出力段の電流I1、第2カレントミラー回路(4
0)の入力段の電流IC2と出力段の電流I2、そして第3カ
レントミラー回路(50)の入力段の電流I2と出力段の電
流IC3とは等しい値となる。すなわち、第2式、第3式
で示される。
In the circuit configuration of FIG. 3, the current mirror ratio of the first current mirror circuit (30), the second current mirror circuit (40) and the third current mirror circuit (50) is 1: respectively.
Current I 1 of the current I C1 and the output stage of the input stage of since one first current mirror circuit (30), a second current mirror circuit (4
Input stage of the current I C2 and the output stage of the current I 2 0), and a value equal to the third current mirror circuit (50 current I C3 of the current I 2 and the output stage of the input stage of the). That is, it is expressed by the second and third equations.

IC1=I1 ……(2) IC2=I2=IC3 ……(3) 第5npnトランジスタ(16)のベース電流IBは第1カレ
ントミラー回路(30)のI1と第3カレントミラー回路
(50)のIC3との差となり第4式で示される。
I C1 = I 1 ...... (2 ) I C2 = I 2 = I C3 ...... (3) the base current I B of the 5npn transistor (16) I 1 and the third current of the first current mirror circuit (30) It is the difference from I C3 of the mirror circuit (50) and is shown by the fourth equation.

IB=I1−IC3 ……(4) 信号入力端子(7)の入力電圧VINがVSよりも低いと
きは、第1npnトランジスタ(4)および第2npnトランジ
スタ(6)のベースに入力電圧が印加されると、まず電
荷はエミッタ面積が大きい方のエミッタに流れ易いので
IC1<IC2となり、第2、第3、第4式からIB<0とな
る。このため第5npnトランジスタ(16)はOFFとなり、
定電流源(15)の出力電圧はほぼ+Vccの電源電位とな
り、インバータ回路(18)に高電位レベル(以下“H"レ
ベルとう)が入力され、信号出力端子(19)から低電位
レベル(以下、“L"レベルという)が出力される。
I B = I 1 −I C3 (4) When the input voltage V IN of the signal input terminal (7) is lower than V S , input to the bases of the first npn transistor (4) and the second npn transistor (6). When a voltage is applied, first the charge easily flows to the emitter with the larger emitter area.
I C1 <I C2 , and I B <0 from the second, third, and fourth equations. Therefore, the fifth npn transistor (16) is turned off,
The output voltage of the constant current source (15) becomes a power supply potential of approximately + Vcc , a high potential level (hereinafter referred to as "H" level) is input to the inverter circuit (18), and a low potential level (from the signal output terminal (19) ( Hereinafter, "L" level) is output.

VINがVSに等しいときは、IC1=IC2となり、第2、第
3、第4式からIB=0となる。このため、第5npnトラン
ジスタ(16)はOFFとなり、前記VIN<VSの場合と同様に
信号出力端子(19)から“L"レベルが出力される。
When V IN is equal to V S , I C1 = I C2 and I B = 0 from the second, third, and fourth equations. Therefore, the fifth npn transistor (16) is turned off, and the “L” level is output from the signal output terminal (19) as in the case of V IN <V S.

VINがVSより高くなったときは、IC1>IC2となる。こ
れは第1npnトランジスタ(4)のベースから第1接続点
(9)までの電圧と第2npnトランジスタ(6)のベース
から第1接続点(9)までの電圧とが等しいため、第1n
pnトランジスタ(4)のベース−エミッタ間電圧VBE1
第2npnトランジスタ(6)のベース−エミッタ間電圧V
BE2と第1負荷(8)の両端電圧の和と等しくなる。す
なわち、VBE1はVBE2より大きくなるので、第1npnトラン
ジスタ(4)のコレクタ電流IC1の方が第2npnトランジ
スタ(6)のIC2よりも大きくなるからである。その結
果、第2、第3、第4式からIB>0となる。従って、第
5npnトランジスタ(16)はONとなり、定電流源(15)の
出力電位は接地電位となりインバータ回路(18)には
“L"レベルが入力され、信号出力端子(19)から“H"レ
ベルが出力される。
When V IN becomes higher than V S , I C1 > I C2 . This is because the voltage from the base of the first npn transistor (4) to the first connection point (9) is equal to the voltage from the base of the second npn transistor (6) to the first connection point (9).
The base-emitter voltage V BE1 of the pn transistor (4) is the base-emitter voltage V BE of the second npn transistor (6).
It becomes equal to the sum of the voltage across BE2 and the first load (8). That is, since V BE1 becomes larger than V BE2 , the collector current I C1 of the first npn transistor (4) becomes larger than I C2 of the second npn transistor (6). As a result, I B > 0 from the second, third, and fourth equations. Therefore,
The 5npn transistor (16) turns ON, the output potential of the constant current source (15) becomes the ground potential, the "L" level is input to the inverter circuit (18), and the "H" level is output from the signal output terminal (19). To be done.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

従来の電圧検出回路は以上のように構成されていたの
で、検出回路の消費電力を低減するに際して、回路の各
枝を流れる電流が微小電流になったとき、回路に使用さ
れているバイポーラトランジスタの電流増幅率hFEが低
下するため、電流増幅をおこなう際の、ベース電流の影
響が大きくなり、この結果、カレントミラー回路の出力
電流のバランスが取られ難くなり、オフセットが発生し
て、電圧検出の精度低下が発生する。これを防止するた
めには、バイポーラトランジスタ構成から、MOS型電界
効果トランジスタ(以下MOSTという)構成に変える必要
がある。しかしながらインバータ回路への入力レベルを
制御するトランジスタがバイポーラトランジスタの場
合、微小のベース電流でも動作を開始するため、応答性
は極めてよかったが、上記トランジスタとしてMOSTを使
用する場合、MOSTをONからOFFに切り換えるとき、ゲー
ト−ソース間容量に蓄積された電荷を移動させる必要が
生じるが、微小電流下では電荷を移動させるための環境
が極めて悪いため、所要の電圧に対しこの移動させる蓄
積電荷量が大きくかけはなれて多い場合、応答性が悪く
なるという課題があった。
Since the conventional voltage detection circuit is configured as described above, when reducing the power consumption of the detection circuit, when the current flowing through each branch of the circuit becomes a very small current, the bipolar transistor used in the circuit Since the current amplification factor h FE decreases, the influence of the base current during current amplification increases, and as a result, it becomes difficult to balance the output current of the current mirror circuit and offset occurs, which causes voltage detection. The accuracy of is reduced. In order to prevent this, it is necessary to change from a bipolar transistor structure to a MOS field effect transistor (hereinafter referred to as MOST) structure. However, when the transistor that controls the input level to the inverter circuit is a bipolar transistor, the operation is started even with a small base current, so the response was extremely good, but when using MOST as the above transistor, turning MOST from ON to OFF At the time of switching, it is necessary to move the charge accumulated in the gate-source capacitance, but under a very small current, the environment for moving the charge is extremely bad. Therefore, the amount of accumulated charge to be moved is large with respect to the required voltage. When the number of calls is large, there is a problem that responsiveness deteriorates.

この発明は上記のような課題を解決するためになされ
たもので、低消費電流の電圧検出回路において、入力信
号の変化に際しての出力信号の変化の応答性が良い電圧
検出回路を得ることを目的としている。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to obtain a voltage detection circuit with low current consumption, which has a good responsiveness to a change in an output signal when the input signal changes. I am trying.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

一端子に第1電位点が接続され、他端子に信号が出力さ
れる信号出力端子が接続された定電流源、入力された信
号の電圧値が所定の値より大きい場合と小さい場合とで
互いに逆方向なる電流を発生させ出力する電流発生手
段、第2電位点と定電流源の他端子との間に接続され、
制御端子にこの電流発生手段における上記電流の出力さ
れる信号線が接続された電界効果トランジスタ、およ
び、この電界効果トランジスタの制御端子と第2電位点
との間に接続され、制御端子に電界効果トランジスタの
ドレイン電流が入力されたバイポーラトランジスタを備
えたものである。
A constant current source in which a first potential point is connected to one terminal and a signal output terminal to which a signal is output is connected to the other terminal, and when the voltage value of the input signal is larger or smaller than a predetermined value. Current generating means for generating and outputting a current in the opposite direction, connected between the second potential point and the other terminal of the constant current source,
A field effect transistor having a control terminal to which a signal line for outputting the current in the current generating means is connected, and a field effect transistor connected to a control terminal of the field effect transistor and a second potential point. It is provided with a bipolar transistor to which the drain current of the transistor is input.

また、この発明に係る別の電圧検出回路は、一端子に
第1電位点が接続され、他端子に信号が出力される信号
出力端子が接続された定電流源、入力段と出力段とを有
する第1カレントミラー回路および第2カレントミラー
回路、各々の制御端子に同じ入力信号が印加され、各々
の一端子が各々第1、第2カレントミラー回路の入力段
の互いに異なる一方の電流を受ける第1トランジスタお
よび第2トランジスタ、この第1および第2トランジス
タの他端子間に接続された第1負荷、一端子に第2トラ
ンジスタと第1負荷との接続点が接続され、他端子に第
2電位点が接続された第2負荷、入力段と出力段とを有
し、その入力段が第1カレントミラー回路の出力段の電
流を受ける第3カレントミラー回路、第2電位点と定電
流源の他端子との間に接続され、制御端子に第2カレン
トミラー回路の出力段の電流と第3カレントミラー回路
の出力段の電流との差が注入される電界効果トランジス
タ、およびこの電界効果トランジスタの制御端子と第2
電位点との間に接続され、制御端子に電界効果トランジ
スタのドレイン電流が入力されたバイポーラトランジス
タを備えたものである。
Further, another voltage detection circuit according to the present invention includes a constant current source having one terminal connected to a first potential point and another terminal connected to a signal output terminal for outputting a signal, an input stage and an output stage. The same input signal is applied to the control terminals of the first current mirror circuit and the second current mirror circuit, and each one terminal receives different currents of the input stages of the first and second current mirror circuits. A first transistor and a second transistor, a first load connected between the other terminals of the first and second transistors, a connection point of the second transistor and the first load is connected to one terminal, and a second terminal is connected to the other terminal. A second load connected to a potential point, a third current mirror circuit having an input stage and an output stage, the input stage receiving a current of the output stage of the first current mirror circuit, a second potential point and a constant current source Between other terminals Connected, field effect transistors difference is injection of a current of the output stage of the current and the third current mirror circuit of the output stage of the second current mirror circuit to the control terminal, and control of the field effect transistor terminal and a second
A bipolar transistor connected to the potential point and having the drain current of the field effect transistor input to the control terminal is provided.

〔作 用〕[Work]

この発明に係わる電圧検出回路においては、そのオン
またはオフで信号出力端子から出力される信号の電位レ
ベルを制御する電界効果トランジスタにおける制御端子
と第2電位点との間に接続され、制御端子にこの電界効
果トランジスタのドレイン電流が入力されたバイポーラ
トランジスタを備えたので、この電界効果トランジスタ
のゲート−ソース間に蓄積される余剰電荷がバイポーラ
トランジスタを介して第2電位点に移動させることがで
き、上記電界効果トランジスタのゲート電圧が上記バイ
ポーラトランジスタのエミッタ−コレクタ間の飽和電圧
以上に高くならない。このため入力信号電圧VINがしき
い値VSより高い状態から低い状態に遷移したとき、上記
電界効果トランジスタのゲート電圧がこの電界効果トラ
ンジスタの動作電圧VTHまで下がるに必要な時間は大幅
に短縮される。
In the voltage detection circuit according to the present invention, the voltage detection circuit is connected between the control terminal and the second potential point in the field effect transistor that controls the potential level of the signal output from the signal output terminal when turned on or off, and is connected to the control terminal. Since the bipolar transistor into which the drain current of the field effect transistor is input is provided, the excess charge accumulated between the gate and the source of the field effect transistor can be moved to the second potential point via the bipolar transistor, The gate voltage of the field effect transistor does not become higher than the saturation voltage between the emitter and collector of the bipolar transistor. Therefore, when the input signal voltage V IN transitions from a state higher than the threshold value V S to a state lower than the threshold value V S, the time required for the gate voltage of the field effect transistor to decrease to the operating voltage V TH of the field effect transistor is significantly increased. Shortened.

〔発明の実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する。[Embodiment of the Invention] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図はこの発明の一実施例による電圧検出回路の回
路図である。この実施例は第1カレントミラー回路(3
0)および第2カレントミラー回路(40)を例えばpチ
ャンネルMOST(以下、p−MOSTという)で、また第3カ
レントミラー回路(50)を例えばnチャンネルMOST(以
下、nチャンネMOSTをn−MOSTという)で構成された例
である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a voltage detection circuit according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the first current mirror circuit (3
0) and the second current mirror circuit (40) are, for example, p-channel MOST (hereinafter referred to as p-MOST), and the third current mirror circuit (50) is, for example, an n-channel MOST (hereinafter, n-channel MOST is referred to as n-MOST). Called)).

第1図において、第1p−MOST(61)および第2p−MOST
(62)で構成された第1カレントミラー回路(30)の入
力段(31)は、電源(2)に接続されている第1電位
点、ここでは高電位点(3)と第1トランジスタである
第1npnトランジスタ(4)のコレクタとの間に配置され
ている。上記第1カレントミラー回路(30)の出力段
(32)は高電位点(3)と第2接続点(12)との間に配
置されている。第2接続点(12)は第1n−MOST(65)の
ドレイと接続されている。
In FIG. 1, the first p-MOST (61) and the second p-MOST are shown.
The input stage (31) of the first current mirror circuit (30) composed of (62) includes a first potential point connected to the power source (2), here a high potential point (3) and the first transistor. It is arranged between the collector of a certain first npn transistor (4). The output stage (32) of the first current mirror circuit (30) is arranged between the high potential point (3) and the second connection point (12). The second connection point (12) is connected to the drain of the first n-MOST (65).

また、第3p−MOST(63)および第4p−MOST(64)で構
成された第2カレントミラー回路(40)の入力段(41)
も高電位点(3)と第2トランジスタである第2npnトラ
ンジスタ(6)のコレクタとの間に配置されている。ま
た上記第2カレントミラー回路(40)の出力段(42)は
高電位点(3)と第2n−MOST(66)のドレインとの間に
配置されている。
Further, the input stage (41) of the second current mirror circuit (40) including the third p-MOST (63) and the fourth p-MOST (64).
Is also arranged between the high potential point (3) and the collector of the second npn transistor (6) which is the second transistor. The output stage (42) of the second current mirror circuit (40) is arranged between the high potential point (3) and the drain of the second n-MOST (66).

上記第1npnトランジスタ(4)と第2npnトランジスタ
(6)のエミッタ面積比は1:n(この例ではn<1)で
あり、ベースは共に信号入力端子(7)に接続されてい
る。
The emitter area ratio of the first npn transistor (4) and the second npn transistor (6) is 1: n (n <1 in this example), and both bases are connected to the signal input terminal (7).

上記第2npnトランジスタ(6)のエミッタは第1負荷
(8)を介して第1接続点(9)と、そして上記第1npn
トランジスタ(4)のエミッタは直接に上記第1接続点
(9)とそれぞれ接続されている。上記第1接続点
(9)と第2電位点である接地線(10)との間に第2負
荷(11)が接続されている。第1n−MOST(65)と第2n−
MOST(66)のゲートは互いに接続され、更に、上記第2n
−MOST(66)のドレインとも接続され、第3カレントミ
ラー回路(50)が構成されていて、そのカレントミラー
比は1:1である。また第3カレントミラー回路(50)は
接地線(10)に接続されている。
The emitter of the second npn transistor (6) is connected to a first connection point (9) via a first load (8) and to the first npn transistor (6).
The emitter of the transistor (4) is directly connected to the first connection point (9). A second load (11) is connected between the first connection point (9) and the ground line (10) which is the second potential point. 1n-MOST (65) and 2n-
The gates of MOST (66) are connected to each other,
It is also connected to the drain of the -MOST (66) to form a third current mirror circuit (50), and its current mirror ratio is 1: 1. The third current mirror circuit (50) is connected to the ground line (10).

更に、高電位点(3)は定電流源(15)を介して第3
接続点(17)に接続され、上記第3接続点(17)の一端
はインバータ回路(18)を介して信号出力端子(19)に
接続されている。上記第3接続点(17)のもう一端はバ
イポーラトランジスタ、この実施例ではpnpトランジス
タ(67)のベースと接続され、更に電界効果トランジス
タ、この実施例では第3n−MOST(68)のドレインと接続
されている。上記第3n−MOST(68)のソースは接地線
(10)に、またゲートは第2接続点(12)に接続される
と共に、コレクタが接地線(10)に接続されている上記
pnpトランジスタ(67)のエミッタにも接続されてい
る。なお第3n−MOST(68)のゲートと接地線(10)との
間の寄生容量(69)はゲート−ソース間の寄生容量を示
している。
Further, the high potential point (3) is connected to the third point via the constant current source (15).
It is connected to the connection point (17), and one end of the third connection point (17) is connected to the signal output terminal (19) via the inverter circuit (18). The other end of the third connection point (17) is connected to a bipolar transistor, which is the base of a pnp transistor (67) in this embodiment, and is further connected to the drain of a field effect transistor, which is a third n-MOST (68) in this embodiment. Has been done. The source of the third n-MOST (68) is connected to the ground line (10), the gate is connected to the second connection point (12), and the collector is connected to the ground line (10).
It is also connected to the emitter of the pnp transistor (67). The parasitic capacitance (69) between the gate of the third n-MOST (68) and the ground line (10) indicates the parasitic capacitance between the gate and the source.

次に、動作について説明する。 Next, the operation will be described.

しきい値電圧VSは従来例で説明されたと同様に第1式
で与えられる。
The threshold voltage V S is given by the first equation as described in the conventional example.

第1図の回路構成において、第1カレントミラー回路
(30)、第2カレントミラー回路(40)および第3カレ
ントミラー回路(50)のカレントミラー比が1:1である
ので、第1カレントミラー回路(30)の入力段(31)の
電流IC1と出力段(32)の電流I1、第2カレントミラー
回路(40)の入力段(41)の電流IC2と出力段(42)の
電流I2、そして第3カレントミラー回路(50)の入力段
の電流I2と出力段の電流ID3とは等しい値となる。すな
わち、先に示した第2式と、そして第5式で示される。
In the circuit configuration of FIG. 1, the first current mirror circuit (30), the second current mirror circuit (40) and the third current mirror circuit (50) have a current mirror ratio of 1: 1. circuit input stage (31) current I C1 and the output stage of the current I 1 (32), an output stage (42) and the current I C2 of the input stage (41) of the second current mirror circuit (40) (30) The current I 2 , and the current I 2 at the input stage and the current I D3 at the output stage of the third current mirror circuit (50) have the same value. That is, it is represented by the above-mentioned second equation and then the fifth equation.

IC2=I2=ID3 ……(3) 信号入力端子(7)の入力電圧VINがVSよりも低いと
きは、従来の技術で説明したようにIC1<IC2となり、第
2式、第5式の関係があるためI1<ID3となる必要が生
じ、第3n−MOST(68)のゲート電極から電荷が抜かれて
しまう。このため上記第3n−MOST(68)のゲート電圧VG
は生じないので、第3n−MOST(68)はOFFとなり、ドレ
イン電圧が“H"レベルとなりインバータ回路(18)に
“H"レベルが入力され、信号出力端子(19)から“L"レ
ベルが出力される。
I C2 = I 2 = I D3 (3) When the input voltage V IN of the signal input terminal (7) is lower than V S , I C1 <I C2 and the second Since there is a relationship between the equation and the fifth equation, it becomes necessary to satisfy I 1 <I D3, and the charge is extracted from the gate electrode of the third n-MOST (68). Therefore, the gate voltage V G of the third n-MOST (68) is
The third n-MOST (68) is turned off, the drain voltage becomes "H" level, the "H" level is input to the inverter circuit (18), and the "L" level is output from the signal output terminal (19). Is output.

VINがVSに等しいときは、IC1=IC2となり、第2、第
5式からI1=ID3となる。このとき第3n−MOST(68)の
ゲート電極には十分な電圧が与えられないので第3n−MO
ST(68)はOFFとなり、前記VIN<VSの場合と同様に信号
出力端子(19)から“L"レベルが出力される。
When V IN is equal to V S , I C1 = I C2 , and from the second and fifth equations, I 1 = I D3 . At this time, since a sufficient voltage is not applied to the gate electrode of the 3n-MOST (68), the 3n-MOT (68) cannot be applied.
ST (68) is turned off, and the “L” level is output from the signal output terminal (19) as in the case of V IN <V S.

VINがVSより高いときは、従来の技術で説明したようI
C1>IC2なり、第2、第5式からI1>ID3となる。従っ
て、過剰電流は第3n−MOST(68)のゲート電極とソース
電極とで構成される容量の蓄積電流として流れこむ。上
記第3n−MOST(68)のゲート−ソース間の寄生容量(6
9)の値をCGSとすると、ゲート電圧VGは第6式で与えら
れる。
When V IN is higher than V S, I
C1 > I C2, and I 1 > I D3 from the second and fifth equations. Therefore, the excess current flows in as an accumulated current of the capacitance formed by the gate electrode and the source electrode of the third n-MOST (68). The gate-source parasitic capacitance of the third n-MOST (68) (6
When the value of 9) is C GS , the gate voltage V G is given by the sixth equation.

VGが第3n−MOST(68)の動作電圧VTHに達すると、第3
n−MOST(68)はONとなり、定電流源(15)の出力電位
は接地電位となり、インバータ回路(18)に“L"レベル
が入力され、信号出力端子(19)から“H"レベルが出力
される。
When V G reaches the operating voltage V TH of the third n-MOST (68), the third
The n-MOST (68) turns ON, the output potential of the constant current source (15) becomes the ground potential, the "L" level is input to the inverter circuit (18), and the "H" level is output from the signal output terminal (19). Is output.

このように、第1ないし第3カレントミラー回路(3
0)、(40)、(50)、第1および第2npnトランジスタ
(4)、(6)、第1および第2負荷(8)、(11)に
よる構成により、信号入力端子(7)に入力されるVIN
がVSより大きい場合と小さい場合とでは、互いに逆方向
なる電流を第2電位点(12)から発生させる電流発生回
路が得られる。この第2電位点(12)からの電流が第3n
−MOST(68)のゲート電極に注入されることにより第3n
−MOST(68)のオン・オフが制御され、信号出力端子
(19)の論理レベルが変化する。
Thus, the first to third current mirror circuits (3
0), (40), (50), 1st and 2nd npn transistors (4), (6), 1st and 2nd loads (8), (11) make a signal input terminal (7) input Done V IN
It is possible to obtain a current generation circuit that generates currents in the opposite directions from the second potential point (12) when V is larger than V S and when V S is smaller than V S. The current from this second potential point (12) is the third n
-Injected into the gate electrode of MOST (68),
-ON / OFF of the MOST (68) is controlled, and the logic level of the signal output terminal (19) changes.

ここで第3n−MOST(68)のドレイン電流IDはそのゲー
ト電圧VGが大きくなると増加する。このとき、IDはpnp
トランジスタ(67)のベース電流に相当するから、充分
IDが流れることにより上記pnpトランジスタ(67)がON
し、上記第3n−MOST(68)のゲート電極の過剰電荷を上
記pnpトランジスタ(67)のエミッタ電極からコレクタ
電極へ流すので、VGはpnpトランジスタ(67)のエミッ
タ−コレクタ間飽和電圧VEC(sat)以上に上昇しない。す
なわちpnpトランジスタ(67)が無い場合、VGは電源電
圧Vccに近付くが、pnpトランジスタ(67)がある場合、
VGはVEC(sat)が上限となる。
Here, the drain current ID of the third n-MOST (68) increases as its gate voltage V G increases. At this time, I D is pnp
Sufficient since it corresponds to the base current of the transistor (67)
When I D flows, the pnp transistor (67) turns on.
However, since excess charge of the gate electrode of the third n-MOST (68) flows from the emitter electrode of the pnp transistor (67) to the collector electrode, V G is the emitter-collector saturation voltage V EC of the pnp transistor (67). Does not rise above (sat) . That is, without the pnp transistor (67), V G approaches the power supply voltage V cc , but with the pnp transistor (67),
V G is limited to V EC (sat) .

第2図(a)はpnpトランジスタ(67)の有無によるV
Gの時間経過の比較図である。第2図(a)において、
横軸は時間、縦軸はVGに採られている。また第2図
(b)はpnpトランジスタ(67)の有無による出力信号
電圧V0の時間経過の比較図である。第2図(b)におい
ては横軸は時間、縦軸はV0に採られている。第2図
(a)、第2図(b)は時間軸の原点を一致させて描か
れている。第2図(a)において、上記pnpトランジス
タ(67)の無い場合の第3n−MOST(68)のゲート電圧VG
が点線(すなわちVG2曲線)で、またpnpトランジスタ
(67)がある場合のVGが実線(すなわちVG1曲線)で示
されている。第2図においてt1は信号入力端子(7)の
入力電圧がしきい値電圧VSより大きくなる時刻、t2は逆
に信号入力端子(7)の入力電圧がしきい値電圧VSより
小さくなる時刻、tXは第3n−MOST(68)のゲート電圧VG
がVEC(sat)になった時刻である。
Fig. 2 (a) shows V with and without pnp transistor (67).
FIG. 8 is a comparative diagram of G over time. In FIG. 2 (a),
The horizontal axis is time and the vertical axis is V G. Further, FIG. 2 (b) is a comparison diagram of the time lapse of the output signal voltage V 0 depending on the presence or absence of the pnp transistor (67). In FIG. 2B, the horizontal axis is time and the vertical axis is V 0 . 2 (a) and 2 (b) are drawn with the origins of the time axes aligned. In FIG. 2A, the gate voltage V G of the third n-MOST (68) without the pnp transistor (67).
There a dotted line (i.e. V G2 curve), also is V G in the case where there is a pnp transistor (67) shown in solid lines (i.e. V G1 curve). In FIG. 2, t 1 is the time when the input voltage of the signal input terminal (7) becomes larger than the threshold voltage V S , and t 2 is the input voltage of the signal input terminal (7) more than the threshold voltage V S. When it becomes small, t X is the gate voltage V G of the third n-MOST (68)
Is the time when V EC (sat) is reached.

いまt1=0とおくと、t1からt2までのVGの変化は、第
3n−MOST(68)のゲート−ソース間の寄生容量(69)の
値をCGS、t=0のとき、VG=0、t→∞でVG=Vccとし
たとき第7式で示される。
If t 1 = 0 now, the change in V G from t 1 to t 2 is
When the gate-source parasitic capacitance (69) of 3n-MOST (68) is C GS , t = 0, V G = 0, and t → ∞, and V G = V cc. Shown.

(但し、αは正の定数) VG=0からVG=VTHとなるまでの時間Δt1はpnpトラン
ジスタ(67)の有無に関わらず第8式で示される。
(Where α is a positive constant) The time Δt 1 from V G = 0 to V G = V TH is expressed by the equation 8 regardless of the presence or absence of the pnp transistor (67).

次に第3n−MOST(68)のゲート電圧がt=0の初期値
VG0から減少する様子は第9式で示される。
Next, the gate voltage of the third n-MOST (68) has an initial value of t = 0.
The manner in which the value decreases from V G0 is shown in Equation 9.

(但し、βは正の定数) 第9式は第2図(a)において、t2の時刻でt=0と
した式になっている。
(However, β is a positive constant) The ninth equation is an equation in which t = 0 at time t 2 in FIG. 2 (a).

第9式においてVG=VG0から減少しはじめて、VG=VTH
に達するまでの時間Δt2は第10式で示される。
In formula 9, V G = V G0 begins to decrease and V G = V TH
The time Δt 2 required to reach is expressed by equation 10.

第10式からpnpトランジスタ(67)がある場合、初期
値はVG=VEC(sat)で、上記初期値VEc(sat)からVTHに減
少するまでの時間Δt21は第11式で示される。
If there is a pnp transistor (67) from the 10th equation, the initial value is V G = V EC (sat) , and the time Δt 21 from the initial value V Ec (sat) to V TH is the 11th equation. Shown.

pnpトランジスタ(67)が無い場合、初期値はVG=Vcc
で、上記初期値VccからVTHに減少するまでの時間Δt22
は第12式で示される。
If there is no pnp transistor (67), the initial value is V G = V cc
, The time it takes for the initial value V cc to decrease to V TH , Δt 22
Is given by Equation 12.

第11式、第12式で与えられたΔt21およびΔt22の大小
関係はVTH<VEC(sat)<Vccの関係があるので第13式で示
される。
Since the magnitude relationship between Δt 21 and Δt 22 given by the equations (11) and (12) has a relation of V TH <V EC (sat) <V cc , it is expressed by the equation (13 ) .

Δt21<Δt22 ……(13) よって、pnpトランジスタ(67)をその発明におけるよ
うに接続することにより、応答正がΔt22−Δt21だけ改
善される。
Δt 21 <Δt 22 (13) Therefore, by connecting the pnp transistor (67) as in the invention, the response positiveness is improved by Δt 22 −Δt 21 .

また上記の実施例では、マイクロコンピュータの電圧
検出回路について示したが、他の低電流消費で動作する
MOST出力回路を備えた回路などであってもよく、上記実
施例と同様の効果を奏する。
Further, in the above embodiment, the voltage detection circuit of the microcomputer is shown, but it operates with other low current consumption.
A circuit including a MOST output circuit may be used, and the same effects as in the above embodiment can be obtained.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように、この発明によればそのオンまたはオフ
で信号出力端子から出力される信号の電位を制御する電
界効果トランジスタにおける制御端子と第2電位点との
間に接続され、制御端子にこの電界効果トランジスタの
ドレイン電流が入力されたバイポーラトランジスタを備
えたので、この電界効果トランジスタのゲート−ソース
間に蓄積される余剰電化がバイポーラトランジスタを介
して第2電位点に移動させることができ、電圧検出回路
の消費電流が微小になった場合でも電圧検出回路を応答
性よく動作させ得るという効果がある。
As described above, according to the present invention, it is connected between the control terminal and the second potential point in the field effect transistor that controls the potential of the signal output from the signal output terminal when turned on or off, and the control terminal is connected to the control terminal. Since the bipolar transistor into which the drain current of the field effect transistor is input is provided, the surplus charge accumulated between the gate and the source of the field effect transistor can be moved to the second potential point via the bipolar transistor, and Even if the current consumption of the detection circuit becomes very small, the voltage detection circuit can be operated with good responsiveness.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の一実施例による電圧検出回路の回路
図、第2図(a)はpnpトランジスタの有無によるゲー
ト電圧の時間経過を比較する図、第2図(b)はpnpト
ランジスタの有無による出力信号電圧の時間経過を比較
する図、第3図は従来技術による電圧検出回路の回路図
である。 図において、(3)は第1電位点、(4)は第1トラン
ジスタ、(6)は第2トランジスタ、(8)は第1負
荷、(10)は第2電位点、(11)は第2負荷、(15)は
定電流源、(19)は信号出力端子、(30)または(40)
は第1カレントミラー回路、(40)または(30)は第2
カレントミラー回路、(50)は第3カレントミラー回
路、(67)はバイポーラトランジスタ、(68)は電界効
果トランジスタを示す。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示
す。
FIG. 1 is a circuit diagram of a voltage detection circuit according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 (a) is a diagram comparing the time passage of gate voltage depending on the presence or absence of a pnp transistor, and FIG. 2 (b) is a diagram of a pnp transistor. FIG. 3 is a circuit diagram of a voltage detection circuit according to the prior art, in which the time course of the output signal voltage depending on the presence or absence is compared, and FIG. In the figure, (3) is a first potential point, (4) is a first transistor, (6) is a second transistor, (8) is a first load, (10) is a second potential point, and (11) is a second potential point. 2 load, (15) constant current source, (19) signal output terminal, (30) or (40)
Is the first current mirror circuit, and (40) or (30) is the second
A current mirror circuit, (50) a third current mirror circuit, (67) a bipolar transistor, and (68) a field effect transistor. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一端子に第1電位点が接続され、他端子に
信号が出力される信号出力端子が接続された定電流源、 入力された信号の電圧値が所定の値より大きい場合と小
さい場合とで互いに逆方向なる電流を発生させ出力する
電流発生手段、 第2電位点と上記定電流源の他端子との間に接続され、
制御端子に上記電流発生手段における上記電流の出力さ
れる信号線が接続された電界効果トランジスタ、 および、この電界効果トランジスタの制御端子と上記第
2電位点との間に接続され、制御端子に上記電界効果ト
ランジスタのドレイン電流が入力されたバイポーラトラ
ンジスタ、を備えた電圧検出回路。
1. A constant current source having one terminal connected to a first potential point and the other terminal connected to a signal output terminal for outputting a signal, and a case where a voltage value of an input signal is larger than a predetermined value. Current generating means for generating and outputting currents in directions opposite to each other when small, connected between the second potential point and the other terminal of the constant current source,
A field effect transistor having a control terminal connected to a signal line for outputting the current in the current generating means, and a field effect transistor connected between the control terminal and the second potential point, and the control terminal having the above A voltage detection circuit comprising a bipolar transistor to which the drain current of a field effect transistor is input.
【請求項2】一端子に第1電位点が接続され、他端子に
信号が出力される信号出力端子が接続された定電流源、 入力段と出力段とを有する第1カレントミラー回路およ
び第2カレントミラー回路、 各々の制御端子に同じ入力信号が印加され、各々の一端
子が各々上記第1、第2カレントミラー回路の入力段の
互いに異なる一方の電流を受ける第1トランジスタおよ
び第2トランジスタ、 この第1および第2トランジスタの他端子間に接続され
た第1負荷、 一端子に上記第2トランジスタと上記第1負荷との接続
点が接続され、他端子に第2電位点が接続された第2負
荷、 入力段と出力段とを有し、その入力段が上記第1カレン
トミラー回路の出力段の電流を受ける第3カレントミラ
ー回路、 上記第2電位点と上記定電流源の他端子との間に接続さ
れ、制御端子に上記第2カレントミラー回路の出力段の
電流と上記第3カレントミラー回路の出力段の電流との
差が注入される電界効果トランジスタ、 および、この電界効果トランジスタの制御端子と上記第
2電位点との間に接続され、制御端子に上記電界効果ト
ランジスタのドレイン電流が入力されたバイポーラトラ
ンジスタ、を備えた電圧検出回路。
2. A constant current source having a first potential point connected to one terminal and a signal output terminal for outputting a signal to the other terminal, a first current mirror circuit having an input stage and an output stage, and Two current mirror circuits, a first transistor and a second transistor to which the same input signal is applied to their respective control terminals and each of which receives one of the different currents of the input stages of the first and second current mirror circuits. A first load connected between the other terminals of the first and second transistors, a connection point between the second transistor and the first load connected to one terminal, and a second potential point connected to the other terminal A second load, a third current mirror circuit having an input stage and an output stage, the input stage receiving the current of the output stage of the first current mirror circuit, the second potential point and the constant current source Between terminals A field effect transistor connected to the control terminal, into which a difference between the output stage current of the second current mirror circuit and the output stage current of the third current mirror circuit is injected, and a control terminal of the field effect transistor A voltage detection circuit comprising: a bipolar transistor connected to the second potential point and having a control terminal to which the drain current of the field effect transistor is input.
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