JP3124730B2 - Chopper comparator circuit - Google Patents
Chopper comparator circuitInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、アナログ/デジタ
ル変換器などに好適に用いられ、コンデンサに入力電圧
を印加した後に基準電圧を印加し、前記コンデンサが充
電状態又は放電状態のどちらであるかによって前記入力
電圧と前記基準電圧とを比較するチョッパコンパレータ
回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is suitably used for an analog / digital converter or the like, and applies a reference voltage after applying an input voltage to a capacitor, and determines whether the capacitor is in a charged state or a discharged state. And a chopper comparator circuit for comparing the input voltage with the reference voltage.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、アナログ/デジタル変換器
は、サンプリング期間内のアナログ信号の入力電圧と基
準電圧とを比較回路で比較し、その比較結果を用いて入
力されたアナログ信号をデジタル信号に変換している。2. Description of the Related Art Conventionally, an analog / digital converter compares an input voltage of an analog signal within a sampling period with a reference voltage by a comparison circuit, and converts the input analog signal into a digital signal using the comparison result. Converting.
【0003】前記アナログ/デジタル変換器の比較回路
として、例えば、チョッパコンパレータ回路が用いられ
る。このチョッパコンパレ−タ回路は、コンデンサと、
コンデンサの一端に接続され入力電圧を選択的に印加す
るアナログスイッチである第1のMOSトランジスタ
と、コンデンサの一端に接続され基準電圧を選択的に印
加するアナログスイッチである第2のMOSトランジス
タと、コンデンサの他端に接続され所定電圧を選択的に
印加するアナログスイッチである第3のMOSトランジ
スタとを備える。そして、第1のMOSトランジスタ及
び第3のMOSトランジスタをオン状態にして入力電圧
をコンデンサに印加した後に、第2のMOSトランジス
タをオン状態にして基準電圧をコンデンサに印加し、コ
ンデンサが充電状態又は放電状態のどちらであるかによ
って基準電圧と入力電圧とを比較している。As a comparison circuit of the analog / digital converter, for example, a chopper comparator circuit is used. This chopper comparator circuit includes a capacitor,
A first MOS transistor which is connected to one end of the capacitor and is an analog switch for selectively applying an input voltage; a second MOS transistor which is connected to one end of the capacitor and which is an analog switch for selectively applying a reference voltage; A third MOS transistor that is connected to the other end of the capacitor and that is an analog switch that selectively applies a predetermined voltage. Then, after the first MOS transistor and the third MOS transistor are turned on and the input voltage is applied to the capacitor, the second MOS transistor is turned on and a reference voltage is applied to the capacitor. The reference voltage and the input voltage are compared depending on which of the discharging states.
【0004】近年、アナログ/デジタル変換器を備える
電子機器の低電力化及び高精度化によって、入力電圧と
基準電圧とが微小な電位差となった場合でも、前記チョ
ッパコンパレータ回路は、入力電圧と基準電圧とを高精
度に比較する必要がある。しかし、クロックフィードス
ルーという現象のために、微小な電位差である入力電圧
と基準電圧とを高精度に比較することは困難である。こ
のクロックフィードスルーとは、アナログスイッチであ
るMOSトランジスタをオフ状態からオン状態又はオン
状態からオフ状態にする時に生じる現象であり、例えば
MOSトランジスタがオフ状態になった時に、MOSト
ランジスタのゲート電極とソース電極又はドレイン電極
との間に生じた寄生容量の電荷がコンデンサに流入する
こと等をいう。In recent years, even when the input voltage and the reference voltage have a small potential difference due to the low power and high precision of the electronic equipment including the analog / digital converter, the chopper comparator circuit can control the input voltage and the reference voltage. It is necessary to compare the voltage with the voltage with high accuracy. However, due to the phenomenon of clock feedthrough, it is difficult to accurately compare the input voltage, which is a small potential difference, with the reference voltage. The clock feedthrough is a phenomenon that occurs when a MOS transistor, which is an analog switch, is turned from an off state to an on state or from an on state to an off state. For example, when the MOS transistor is turned off, This means that the parasitic capacitance generated between the source electrode and the drain electrode flows into the capacitor.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上述のクロックフィー
ドスルーの影響を解消する技術として、第1のMOSト
ランジスタのゲート電極に与えるクロック信号と、第3
のMOSトランジスタのゲート電極に与えるクロック信
号とに微小な位相差を持たせることで、第3のMOSト
ランジスタを第1のMOSトランジスタよりも先にオフ
状態にする技術が、特公平6−91419号公報に提案
されている。As a technique for eliminating the influence of the clock feedthrough described above, a clock signal applied to the gate electrode of the first MOS transistor and a third
Japanese Patent Publication No. Hei 6-91419 discloses a technique in which the third MOS transistor is turned off before the first MOS transistor by giving a minute phase difference to a clock signal applied to the gate electrode of the MOS transistor. It is proposed in the gazette.
【0006】しかしながら、第1のMOSトランジスタ
と第3のMOSトランジスタとのゲート電極に位相の異
なるクロック信号を与えるために、新たな信号線をさら
に設ける必要があり、加えてそのクロック信号を制御す
る制御回路も必要となるため、回路構成が複雑になると
ともにチップ面積が増大するという問題がある。However, in order to provide clock signals having different phases to the gate electrodes of the first MOS transistor and the third MOS transistor, it is necessary to further provide a new signal line, and additionally control the clock signal. Since a control circuit is also required, there is a problem that a circuit configuration becomes complicated and a chip area increases.
【0007】また、クロックフィードスルーの影響を解
消する技術として、第1のMOSトランジスタの閾値電
圧より第3のMOSトランジスタの閾値電圧を高く設定
することで、第3のMOSトランジスタを第1のMOS
トランジスタよりも先にオフ状態にする技術が、特公平
8−34410号公報に提案されている。Further, as a technique for eliminating the influence of clock feedthrough, the threshold voltage of the third MOS transistor is set higher than the threshold voltage of the first MOS transistor, so that the third MOS transistor is connected to the first MOS transistor.
A technique for turning off the transistor prior to the transistor is proposed in Japanese Patent Publication No. 8-34410.
【0008】この技術は、新たに信号線等を設ける必要
がないので、回路構成の複雑化及びチップ面積の増大化
を防止できる。しかし、2種類の閾値電圧を設定する必
要があるので、チョッパコンパレータ回路を製造するプ
ロセスが複雑になるという問題がある。According to this technique, it is not necessary to newly provide a signal line or the like, so that it is possible to prevent a complicated circuit configuration and an increase in chip area. However, since it is necessary to set two types of threshold voltages, there is a problem that the process of manufacturing the chopper comparator circuit becomes complicated.
【0009】本発明は、上述した従来の問題点を解決す
るためになされたものとして、回路規模の増大及び回路
の製造プロセスの複雑化を防止しつつ、高精度なチョッ
パコンパレータ回路を提供することを課題とする。An object of the present invention is to provide a high-precision chopper comparator circuit while preventing an increase in circuit scale and complication of a circuit manufacturing process. As an issue.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明のチョッパコンパ
レータ回路は、上記の課題を解決するために、コンデン
サと、入力電圧を前記コンデンサの一端に選択的に印加
する第1の電界効果トランジスタと、基準電圧を前記コ
ンデンサの一端に選択的に印加する第2の電界効果トラ
ンジスタと、所定電圧を前記コンデンサの他端に選択的
に印加する第3の電界効果トランジスタとを備え、前記
第1の電界効果トランジスタ及び前記第3の電界効果ト
ランジスタがオン状態のときに、前記第2の電界効果ト
ランジスタをオフ状態にして前記入力電圧に対応した電
荷を前記コンデンサに充電し、前記第1の電界効果トラ
ンジスタ及び前記第3の電界効果トランジスタがオフ状
態のときに、前記第2の電界効果トランジスタをオン状
態にして前記基準電圧に対応して前記コンデンサが電荷
を充電又は放電できるように構成し、第1の電界効果ト
ランジスタの(寄生抵抗×寄生容量)の値の方が第3の
電界効果型トランジスタの(寄生抵抗×寄生容量)より
も大きくなるように、第1の電界効果トランジスタ及び
第3の電界効果トランジスタのゲート電極部のレイアウ
ト形状を設定し、第3の電界効果トランジスタの値の方
が第1の電界効果トランジスタよりも早くオフ状態とな
るように設定したことを特徴とする。 According to the present invention, there is provided a chopper comparator circuit comprising: a capacitor; a first field-effect transistor for selectively applying an input voltage to one end of the capacitor; A second field effect transistor for selectively applying a reference voltage to one end of the capacitor; and a third field effect transistor for selectively applying a predetermined voltage to the other end of the capacitor; When the effect transistor and the third field-effect transistor are on, the second field-effect transistor is turned off to charge the capacitor with a charge corresponding to the input voltage; And when the third field-effect transistor is off, the second field-effect transistor is turned on and the reference The capacitor is configured to allow charging or discharging the electric charge in response to pressure, a first field effect DOO
The value of (parasitic resistance × parasitic capacitance) of the transistor is the third
From (parasitic resistance x parasitic capacitance) of a field effect transistor
So that the first field-effect transistor and
Layout of gate electrode portion of third field effect transistor
The shape of the third field-effect transistor
Turns off faster than the first field-effect transistor.
It is characterized by setting so that.
【0011】上述の構成に従えば、第1の電界効果トラ
ンジスタ及び第3の電界効果トランジスタの閾値電圧を
変えることなく、ゲート電極部のレイアウト形状に基づ
き設定される寄生容量及び寄生抵抗によって第1の電界
効果トランジスタの電圧レベルがハイレベルからローレ
ベルに達する時間を第3の電界効果トランジスタよりも
遅くすることができる。これによって、第1の電界効果
トランジスタのクロックフィードスルーによる電荷の変
動の影響をコンデンサは受けないので、高精度に入力電
圧と基準電圧とを比較することができる。According to the above configuration, the first field-effect transistor and the third field-effect transistor do not change the threshold voltage, but the first field-effect transistor and the first field-effect transistor use the first capacitance and the first resistance by the parasitic capacitance and the parasitic resistance set based on the layout shape of the gate electrode portion. The time required for the voltage level of the field effect transistor to reach the low level from the high level can be made longer than that of the third field effect transistor. Thus, the capacitor is not affected by the fluctuation of the charge due to the clock feedthrough of the first field-effect transistor, so that the input voltage and the reference voltage can be compared with high accuracy.
【0012】また、前記第1の電界効果トランジスタの
ゲート電極のゲート幅を前記第3の電界効果トランジス
タのゲート電極のゲート幅よりも長くレイアウト形成し
てもよい。The layout may be such that the gate width of the gate electrode of the first field effect transistor is longer than the gate width of the gate electrode of the third field effect transistor.
【0013】これによって、前記第1の電界効果トラン
ジスタのチャネルと対向するゲート電極部分の面積は、
前記第3の電界効果トランジスタのチャネルと対向する
ゲート電極部分の面積よりも大きい。従って、第1の電
界効果トランジスタのゲート電極における寄生容量は、
第3の電界効果トランジスタのゲート電極における寄生
容量よりも大きくなる。第1の電界効果トランジスタの
(寄生容量×寄生抵抗)の値を第3の電界効果トランジ
スタよりも大きくすることができるので、第1の電界効
果トランジスタが完全にオフ状態になるまでに要する時
間を第3の電界効果トランジスタよりも長くすることが
できる。このため、第3の電界効果トランジスタの方が
第1の電界効果トランジスタよりも早くオフ状態にな
り、第1の電界効果トランジスタでのクロックフィード
スルーは行われないので、高精度に入力電圧と基準電圧
とを比較することができる。なお、前記第1の電界効果
トランジスタのゲート電極のゲート長を前記第3の電界
効果トランジスタのゲート電極のゲート長よりも長くレ
イアウト形成してもよい。Accordingly, the area of the gate electrode portion facing the channel of the first field effect transistor is:
It is larger than the area of the gate electrode portion facing the channel of the third field effect transistor. Therefore, the parasitic capacitance at the gate electrode of the first field-effect transistor is
It becomes larger than the parasitic capacitance at the gate electrode of the third field-effect transistor. Since the value of (parasitic capacitance × parasitic resistance) of the first field-effect transistor can be made larger than that of the third field-effect transistor, the time required for the first field-effect transistor to be completely turned off is reduced. It can be longer than the third field effect transistor. For this reason, the third field-effect transistor is turned off earlier than the first field-effect transistor, and clock feedthrough in the first field-effect transistor is not performed. Voltage and can be compared. Note that the gate length of the gate electrode of the first field-effect transistor may be longer than the gate length of the gate electrode of the third field-effect transistor.
【0014】また、前記第1の電界効果トランジスタの
ゲート電極への配線の長さを前記第3の電界効果トラン
ジスタのゲート電極への配線の長さよりも長くレイアウ
ト形成してもよい。The length of the wiring to the gate electrode of the first field-effect transistor may be longer than the length of the wiring to the gate electrode of the third field-effect transistor.
【0015】これによって、第1の電界効果トランジス
タのゲート電極への配線における抵抗値(即ち、寄生抵
抗の値)は、第3の電界効果トランジスタのゲート電極
への配線における抵抗値よりも大きくなる。第1の電界
効果トランジスタの(寄生容量×寄生抵抗)の値を第3
の電界効果トランジスタよりも大きくすることができる
ので、第1の電界効果トランジスタが完全にオフ状態に
なるまでに要する時間を第3の電界効果トランジスタよ
りも長くすることができる。このため、第3の電界効果
トランジスタの方が第1の電界効果トランジスタよりも
早くオフ状態になり、第1の電界効果トランジスタでの
クロックフィードスルーは行われないので、入力電圧と
基準電圧とを高精度に比較することができる。Accordingly, the resistance value (that is, the value of the parasitic resistance) of the wiring to the gate electrode of the first field-effect transistor becomes larger than the resistance value of the wiring to the gate electrode of the third field-effect transistor. . The value of (parasitic capacitance × parasitic resistance) of the first field-effect transistor is
Therefore, the time required for the first field-effect transistor to be completely turned off can be made longer than that of the third field-effect transistor. For this reason, the third field-effect transistor is better than the first field-effect transistor.
Since the transistor is turned off quickly and clock feedthrough is not performed in the first field-effect transistor, the input voltage and the reference voltage can be compared with high accuracy.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明のチョッパコンパレ
ータ回路の実施の形態を図を参照しつつ説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a chopper comparator circuit according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0017】図1は、この発明が適用されるチョッパコ
ンパレータ回路の内部構成を示す回路図である。チョッ
パコンパレータ回路は、第1の電界効果トランジスタで
あるn型のMOSトランジスタ1、第2の電界効果トラ
ンジスタであるn型のMOSトランジスタ2、第3の電
界効果トランジスタであるn型のMOSトランジスタ
3、コンデンサ4、及びCMOSで構成されたインバー
タ5を含んで構成される。このMOSトランジスタ1、
MOSトランジスタ2及びMOSトランジスタ3は、ア
ナログスイッチとして用いられ、ゲート電圧として電圧
Vddがゲート電極に印加されるとオン状態、即ちソー
ス−ドレイン間が導通状態となる。オン状態になると、
MOSトランジスタ1は入力電圧Vaを前記コンデンサ
4の一端側に印加し、MOSトランジスタ2は基準電圧
Vrを前記コンデンサ4の一端側に印加し、MOSトラ
ンジスタ3は出力端子OUTに印加される一定の電圧値
を示す所定電圧を前記コンデンサ4の他端側に印加す
る。インバータ5は、直列に接続されたn型のMOSト
ランジスタとp型のMOSトランジスタとによって構成
されており、入力側がコンデンサ4の他端側に接続され
ている。FIG. 1 is a circuit diagram showing an internal configuration of a chopper comparator circuit to which the present invention is applied. The chopper comparator circuit includes an n-type MOS transistor 1 as a first field-effect transistor, an n-type MOS transistor 2 as a second field-effect transistor, an n-type MOS transistor 3 as a third field-effect transistor, It comprises a capacitor 4 and an inverter 5 composed of CMOS. This MOS transistor 1,
The MOS transistor 2 and the MOS transistor 3 are used as analog switches. When a voltage Vdd is applied to the gate electrode as a gate voltage, the MOS transistor 2 and the MOS transistor 3 are turned on, that is, the source-drain is turned on. When turned on,
The MOS transistor 1 applies an input voltage Va to one end of the capacitor 4, the MOS transistor 2 applies a reference voltage Vr to one end of the capacitor 4, and the MOS transistor 3 applies a constant voltage applied to the output terminal OUT. A predetermined voltage indicating a value is applied to the other end of the capacitor 4. The inverter 5 includes an n-type MOS transistor and a p-type MOS transistor connected in series, and has an input side connected to the other end of the capacitor 4.
【0018】MOSトランジスタ1及びMOSトランジ
スタ3のゲート電極には、第1クロック信号(φ)が印
加され、MOSトランジスタ2のゲート電極には、第1
クロック信号(φ)と位相が180度異なる第2クロッ
ク信号(φB)が印加される。第1クロック信号(φ)
及び第2クロック信号(φB)は、ハイレベルのときに
電源電圧Vddを示し、ローレベルのときに電源電圧V
ssを示す。従って、MOSトランジスタ1及びMOS
トランジスタ3のゲート電極にハイレベルの第1クロッ
ク信号(φ)が与えられMOSトランジスタ1及びMO
Sトランジスタ3がオン状態、即ちソース−ドレイン間
が導通状態であるときには、MOSトランジスタ2のゲ
ート電極にはローレベルの第2クロック信号(φB)が
与えられるので、MOSトランジスタ2がオフ状態、即
ちソース−ドレイン間が遮断状態になる。逆に、ローレ
ベルの第1クロック信号(φ)が与えられMOSトラン
ジスタ1及びMOSトランジスタ3がオフ状態であると
きには、ハイレベルの第2クロック信号(φB)が与え
られるので、MOSトランジスタ2はオン状態になる。A first clock signal (φ) is applied to the gate electrodes of the MOS transistors 1 and 3, and the first clock signal (φ) is applied to the gate electrodes of the MOS transistor 2.
A second clock signal (φB) having a phase 180 ° different from that of the clock signal (φ) is applied. First clock signal (φ)
And the second clock signal (φB) indicates the power supply voltage Vdd when it is at the high level, and indicates the power supply voltage Vdd when it is at the low level.
Indicates ss. Therefore, the MOS transistor 1 and the MOS transistor
A high-level first clock signal (φ) is applied to the gate electrode of the transistor 3 so that the MOS transistor 1 and the MOS transistor
When the S-transistor 3 is on, that is, the source-drain is conducting, a low-level second clock signal (φB) is applied to the gate electrode of the MOS transistor 2, so that the MOS transistor 2 is off, ie, The source and drain are cut off. Conversely, when the low-level first clock signal (φ) is supplied and the MOS transistors 1 and 3 are off, the high-level second clock signal (φB) is supplied, and the MOS transistor 2 is turned on. State.
【0019】図2(a)は、ゲート電極側におけるMO
Sトランジスタ1の構造を示す模式図であり、図2
(b)はゲート電極側におけるMOSトランジスタ3の
構造を示す模式図である。MOSトランジスタ1のゲー
ト電極11のゲート長L1をMOSトランジスタ3のゲ
ート電極13のゲート長L3よりも長く設定し、ゲート
電極11のゲート幅W1をゲート電極13のゲート幅W
3よりも長く設定する。例えば、ゲート長L1をゲート
長L3の3倍にし、ゲート幅W1をゲート幅W3の3倍
にする。また、ゲート電極11の配線の長さY1をゲー
ト電極13の配線の長さY3よりも長くなるように形成
する。特に、ゲート電極11部分(図2(a)の斜線部
分)までの配線の長さX1をゲート電極13部分(図2
(b)の斜線部分)までの配線の長さX3よりも長くな
るように形成する。FIG. 2A shows the MO on the gate electrode side.
FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of the S transistor 1 and FIG.
(B) is a schematic diagram showing the structure of the MOS transistor 3 on the gate electrode side. The gate length L1 of the gate electrode 11 of the MOS transistor 1 is set longer than the gate length L3 of the gate electrode 13 of the MOS transistor 3, and the gate width W1 of the gate electrode 11 is set to the gate width W of the gate electrode 13.
Set longer than 3. For example, the gate length L1 is three times the gate length L3, and the gate width W1 is three times the gate width W3. Further, the length Y1 of the wiring of the gate electrode 11 is formed to be longer than the length Y3 of the wiring of the gate electrode 13. In particular, the length X1 of the wiring up to the gate electrode 11 portion (the hatched portion in FIG.
The wiring is formed so as to be longer than the length X3 of the wiring up to the hatched portion (b).
【0020】上述のようにゲート長及びゲート幅を設定
することで、ゲート電極11とゲート電極11下のチャ
ネルとが対向する面積(図2の斜線部分)が、ゲート電
極13とゲート電極13下のチャネルとが対向する面積
よりも大きい。また、ゲート電極11までの配線の長さ
X1は、ゲート電極13までの配線の長さX3よりも長
い。これによって、MOSトランジスタ1の(寄生容量
×寄生抵抗)の値は、MOSトランジスタ3の値の9倍
以上となる。従って、MOSトランジスタ1及びMOS
トランジスタ3の閾値電圧が同一であっても、MOSト
ランジスタ1及びMOSトランジスタ3が完全なオフ状
態になるまでの時間は、MOSトランジスタ1の方がM
OSトランジスタ3よりも長くなる。By setting the gate length and the gate width as described above, the area where the gate electrode 11 and the channel below the gate electrode 11 face each other (the shaded portion in FIG. 2) is reduced. Is larger than the area facing the channel. The length X1 of the wiring to the gate electrode 11 is longer than the length X3 of the wiring to the gate electrode 13. As a result, the value of (parasitic capacitance × parasitic resistance) of the MOS transistor 1 becomes 9 times or more the value of the MOS transistor 3. Therefore, the MOS transistor 1 and the MOS transistor
Even if the threshold voltage of the transistor 3 is the same, the time required for the MOS transistor 1 and the MOS transistor 3 to be completely turned off is M
It is longer than the OS transistor 3.
【0021】次に、上述の構成におけるチョッパコンパ
レータ回路の動作について説明する。MOSトランジス
タ1及びMOSトランジスタ3のゲート電極にハイレベ
ルの第1クロック信号(φ)が印加されると、MOSト
ランジスタ1及びMOSトランジスタ3がオン状態とな
り、入力電圧Vaに対応する電荷がコンデンサ4に充電
される。この時に、MOSトランジスタ2のゲート電極
にはローレベルの第2クロック信号(φB)が印加され
ており、MOSトランジスタ2はオフ状態となる。Next, the operation of the chopper comparator circuit having the above configuration will be described. When a high-level first clock signal (φ) is applied to the gate electrodes of the MOS transistors 1 and 3, the MOS transistors 1 and 3 are turned on, and the charge corresponding to the input voltage Va is stored in the capacitor 4. Charged. At this time, the low-level second clock signal (φB) is applied to the gate electrode of the MOS transistor 2, and the MOS transistor 2 is turned off.
【0022】そして、第1クロック信号(φ)がローレ
ベルに立ち下がると、MOSトランジスタ3の方がMO
Sトランジスタ1よりも先に完全なオフ状態になり、十
分遅延してMOSトランジスタ1が完全なオフ状態とな
る。これは、上述したように、MOSトランジスタ1の
(寄生容量×寄生抵抗)の値が、MOSトランジスタ3
よりも9倍以上も大きいためである。Then, when the first clock signal (φ) falls to a low level, the MOS transistor 3 has a higher MO
The transistor is completely turned off before the S transistor 1, and the MOS transistor 1 is completely turned off with a sufficient delay. This is because, as described above, the value of (parasitic capacitance × parasitic resistance) of the MOS transistor 1
This is because it is 9 times or more larger than the above.
【0023】MOSトランジスタ1及びMOSトランジ
スタ3が完全にオフ状態になったときに、第2クロック
信号(φB)はハイレベルに立ち上がっているので、M
OSトランジスタ2がオン状態となり、基準電圧Vrが
コンデンサ4に印加される。When the MOS transistor 1 and the MOS transistor 3 are completely turned off, the second clock signal (φB) rises to a high level.
The OS transistor 2 is turned on, and the reference voltage Vr is applied to the capacitor 4.
【0024】この場合に、入力電圧Vaが基準電圧Vr
よりも大きいときは、コンデンサ4の一端側に充電され
ていた電荷がMOSトランジスタ2のソース−ドレイン
間を通って放電されるので、他端側に充電されていた電
荷(例えば電子)も放電されインバータ5の入力部にお
ける電荷(電子)が過剰となり、インバータ5から出力
端子OUTにハイレベルの信号が出力される。これに対
して、入力電圧Vaが基準電圧Vrよりも小さいとき
は、基準電圧Vrによってコンデンサ4の一端側にさら
に電荷が充電され、コンデンサ4の他端側にもさらに電
荷(電子)が充電されるので、インバータ5の入力部に
おける電荷(電子)が欠乏し、インバータ5から出力端
子OUTにローレベルの信号が出力される。In this case, the input voltage Va is changed to the reference voltage Vr
If it is larger than the above, the charge charged on one end of the capacitor 4 is discharged through the source-drain of the MOS transistor 2, so that the charge (e.g., electrons) charged on the other end is also discharged. The charge (electrons) at the input portion of the inverter 5 becomes excessive, and the inverter 5 outputs a high-level signal to the output terminal OUT. On the other hand, when the input voltage Va is smaller than the reference voltage Vr, one end of the capacitor 4 is further charged by the reference voltage Vr, and the other end of the capacitor 4 is further charged (electrons). Therefore, the charge (electrons) at the input portion of the inverter 5 is depleted, and a low-level signal is output from the inverter 5 to the output terminal OUT.
【0025】上述したように、MOSトランジスタ3を
MOSトランジスタ1よりも先にオフ状態にすること
で、入力電圧Vaに基づく変動電位成分を含むクロック
フィードスルー電荷がコンデンサ4に充電されないよう
に構成することができる。即ち、MOSトランジスタ3
が先にオフ状態になりコンデンサ4の一端が出力端子O
UTと切り離されると、コンデンサ104の両電極に充
電された電荷は、その時点で一定に保持されるため、こ
の電荷には、MOSトランジスタ3のオフ動作時に生じ
るクロックフィードスルー電荷は含まれるが、その後の
MOSトランジスタ1のオフ動作によるクロックフィー
ドスルーの影響を受けることはない。従って、コンデン
サ4に充電された電荷には入力電圧Vaに基づくクロッ
クフィードスルーの変動電位成分が含まれないので、上
述したように出力端子OUTから出力される信号レベル
によって基準電圧Vrと入力電圧Vaとを高精度に比較
することができる。As described above, the MOS transistor 3 is turned off prior to the MOS transistor 1 so that the clock feedthrough charge including the variable potential component based on the input voltage Va is not charged in the capacitor 4. be able to. That is, the MOS transistor 3
Is turned off first, and one end of the capacitor 4 is connected to the output terminal O
When separated from the UT, the charges charged to both electrodes of the capacitor 104 are kept constant at that time. Therefore, this charge includes clock feed-through charges generated when the MOS transistor 3 is turned off. There is no influence of clock feedthrough due to the subsequent OFF operation of the MOS transistor 1. Therefore, the electric charge charged in the capacitor 4 does not include the fluctuation potential component of the clock feedthrough based on the input voltage Va. Therefore, as described above, the reference voltage Vr and the input voltage Va depend on the signal level output from the output terminal OUT. Can be compared with high accuracy.
【0026】なお、ある範囲内で変化する入力電圧Va
が最も低い電圧値であっても、MOSトランジスタ1が
MOSトランジスタ3よりも十分遅れてオフ状態になる
ように、MOSトランジスタ1及びMOSトランジスタ
3のゲート電極のゲート長、ゲート幅及びゲート電極部
分までの配線の長さが設定されればよい。The input voltage Va that changes within a certain range
Is the lowest voltage value, the MOS transistor 1 is turned off sufficiently later than the MOS transistor 3 so that the gate lengths, gate widths, and gate electrode portions of the gate electrodes of the MOS transistors 1 and 3 May be set.
【0027】また、上述の実施の一形態では、MOSト
ランジスタ1及びMOSトランジスタ3のゲート電極の
ゲート長、ゲート幅及びゲート電極部分までの配線の長
さを調節している。しかしながら、MOSトランジスタ
1の(寄生抵抗×寄生容量)の方が、MOSトランジス
タ3の(寄生抵抗×寄生容量)よりも大きくできるので
あれば、いずれか1つ又は2つを調節するようにしても
よい。Further, in the above-described embodiment, the gate length, the gate width, and the length of the wiring to the gate electrode portion of the MOS transistors 1 and 3 are adjusted. However, if (parasitic resistance × parasitic capacitance) of the MOS transistor 1 can be made larger than (parasitic resistance × parasitic capacitance) of the MOS transistor 3, either one or two may be adjusted. Good.
【0028】なお、上述の実施の一形態では、アナログ
スイッチとしてMOSトランジスタ1乃至MOSトラン
ジスタ3のいずれにもn型のMOSトランジスタを用い
て説明したが、n型のMOSトランジスタの代わりにp
型のMOSトランジスタを用いてもよく、CMOSで構
成されたアナログスイッチを用いてもよい。また、少な
くともMIS構造の電界効果トランジスタがアナログス
イッチとして用いられればよい。In the above-described embodiment, an n-type MOS transistor is used for each of the MOS transistors 1 to 3 as an analog switch.
Type MOS transistor may be used, or an analog switch composed of CMOS may be used. Further, at least a field effect transistor having a MIS structure may be used as an analog switch.
【0029】[0029]
【発明の効果】上述の発明によれば、従来技術のように
回路構成の複雑化及びチップ面積の増大化を防止し、さ
らには製造プロセスを増加させることなく、トランジス
タのゲート電極のレイアウト形状を設定するだけで、容
易にクロックフィードスルーによる誤差の発生を防止す
ることができ、高精度な比較結果を出力することができ
る。According to the invention described above, the circuit configuration and the chip area are prevented from increasing as in the prior art, and the layout of the gate electrode of the transistor can be changed without increasing the manufacturing process. Only by setting, it is possible to easily prevent an error from occurring due to clock feedthrough, and to output a highly accurate comparison result.
【図1】本発明に適用されるチョッパコンパレータ回路
の内部構成を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an internal configuration of a chopper comparator circuit applied to the present invention.
【図2】図2(a)は、入力電圧を選択的に印加するト
ランジスタのゲート電極の形状を説明する模式図であ
り、図2(b)は、所定電圧を選択的に印加するトラン
ジスタのゲート電極の形状を説明する模式図である。FIG. 2A is a schematic diagram illustrating a shape of a gate electrode of a transistor to which an input voltage is selectively applied, and FIG. 2B is a diagram of a transistor to which a predetermined voltage is selectively applied; FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a shape of a gate electrode.
1〜3 MOSトランジスタ 4 コンデンサ 5 インバータ 11,13 ゲート電極 L1,L3 チャネル長 Va 入力電圧 Vr 基準電圧 W1,W3 チャネル幅 X1,X3 ゲート電極への配線の長さ 1 to 3 MOS transistor 4 Capacitor 5 Inverter 11, 13 Gate electrode L1, L3 Channel length Va Input voltage Vr Reference voltage W1, W3 Channel width X1, X3 Length of wiring to gate electrode
Claims (4)
サの一端に選択的に印加する第1の電界効果トランジス
タと、基準電圧を前記コンデンサの一端に選択的に印加
する第2の電界効果トランジスタと、所定電圧を前記コ
ンデンサの他端に選択的に印加する第3の電界効果トラ
ンジスタとを備え、 前記第1の電界効果トランジスタ及び前記第3の電界効
果トランジスタがオン状態のときに、前記第2の電界効
果トランジスタをオフ状態にして前記入力電圧に対応し
た電荷を前記コンデンサに充電し、前記第1の電界効果
トランジスタ及び前記第3の電界効果トランジスタがオ
フ状態のときに、前記第2の電界効果トランジスタをオ
ン状態にして前記基準電圧に対応して前記コンデンサが
電荷を充電又は放電できるように構成し、第1の電界効果トランジスタの(寄生抵抗×寄生容量)
の 値の方が第3の電界効果型トランジスタの(寄生抵抗
×寄生容量)の値よりも大きくなるように、第1の電界
効果トランジスタ及び第3の電界効果トランジスタのゲ
ート電極部のレイアウト形状を設定し、第3の電界効果
トランジスタの方が第1の電界効果トランジスタよりも
早くオフ状態となるように設定したことを特徴とするチ
ョッパコンパレータ回路。 A first field-effect transistor for selectively applying an input voltage to one end of the capacitor; a second field-effect transistor for selectively applying a reference voltage to one end of the capacitor; A third field-effect transistor for selectively applying a predetermined voltage to the other end of the capacitor, wherein the first and third field-effect transistors are on when the second and third field-effect transistors are on. A field-effect transistor is turned off to charge the capacitor with a charge corresponding to the input voltage, and the second field-effect transistor is turned off when the first field-effect transistor and the third field-effect transistor are off. and the transistor in the on state in response to the reference voltage and configured such that the capacitor can be charged or discharged electric charge, first field Of fruit transistor (parasitic resistance × parasitic capacitance)
Of the third field-effect transistor (parasitic resistance
× parasitic capacitance) so as to be larger than the value of the first electric field.
Of the third effect transistor and the third field effect transistor.
3rd field effect by setting the layout shape of the gate electrode
Transistors are better than first field-effect transistors
The switch is set to turn off quickly.
Chopper comparator circuit.
ト電極のゲート幅は、前記第3の電界効果トランジスタ
のゲート電極のゲート幅よりも長くレイアウト形成され
ていることを特徴とする請求項1に記載のチョッパコン
パレータ回路。2. The layout according to claim 1, wherein the gate width of the gate electrode of the first field-effect transistor is longer than the gate width of the gate electrode of the third field-effect transistor. A chopper comparator circuit as described.
ト電極のゲート長は、前記第3の電界効果トランジスタ
のゲート電極のゲート長よりも長くレイアウト形成され
ていることを特徴とする請求項1又は2に記載のチョッ
パコンパレータ回路。3. The layout according to claim 1, wherein the gate length of the gate electrode of the first field effect transistor is longer than the gate length of the gate electrode of the third field effect transistor. 3. The chopper comparator circuit according to 2.
ト電極への配線の長さは、前記第3の電界効果トランジ
スタのゲート電極への配線の長さよりも長くレイアウト
形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3
のいずれかに記載のチョッパコンパレータ回路。4. The layout of the first field-effect transistor, wherein the length of the wiring to the gate electrode is longer than the length of the wiring to the gate electrode of the third field-effect transistor. Claims 1 to 3
The chopper comparator circuit according to any one of the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09025253A JP3124730B2 (en) | 1997-02-07 | 1997-02-07 | Chopper comparator circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09025253A JP3124730B2 (en) | 1997-02-07 | 1997-02-07 | Chopper comparator circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10224190A JPH10224190A (en) | 1998-08-21 |
JP3124730B2 true JP3124730B2 (en) | 2001-01-15 |
Family
ID=12160849
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09025253A Expired - Lifetime JP3124730B2 (en) | 1997-02-07 | 1997-02-07 | Chopper comparator circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3124730B2 (en) |
-
1997
- 1997-02-07 JP JP09025253A patent/JP3124730B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH10224190A (en) | 1998-08-21 |
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