电压检测电路及使用该电路的振荡器的制作方法

专利名称：电压检测电路及使用该电路的振荡器的制作方法
电>￡^~测电;^;^fM该电路的振荡器絲领域本发明涉及一种检测电源电压等电压的变化的电yS^佥测电路。 背景M以前，在半"!^成电路中，为了銜见K^々电源电压斷氐、电路动作不 稳定的状态，^f躺图9所示结构的电yi^;则电路(例如，参照专利文献i)。偏压电路209，由各自栅极接地、在电源电压^N妄地点之间串联插入的p 沟道型的MOS晶体管208和n沟道库€^型MOS晶体管207构成，n沟it^C 尽型MOS晶体管207作为恒^it件动作。电流镜电路由栅极共同连接的p沟道型MOS晶体管201及202构成，在 MOS晶体管201的漏才iLh作为恒流元件连接n沟iW^型MOS晶体管203， MOS晶僻i管202的漏才及为tr出端子。MOS晶体管202的漏^OJ4接n沟道型MOS晶体管204的漏极，n沟道 型MOS晶体管204的栅极与MOS晶体管208的漏才iU^接、源极接^k^接。MOS晶体管202的漏^LL作为放大电路连接由p沟道型的MOS晶体管 205和n沟道型MOS晶体管206构成的CMOS反相器。而且，上述的电y^^r测电i 各，如图10所示，由于电源电压超过预定的电 压，N2成为「H」电平(图10 (a)), ;^口在上述CMOS反相器的栅极上的 电>^/人「HJ电平(电源电压)转变为rLJ电平(接地电位)(图10 (b))， 并输出「HJ电^H言号。在上述电路中，^^则出的电源电压在预先"i议的电压以下时输出「LJ电 平的信号，超过预JB&的电压时输出「HJ电平信号。专利文献1特开2003-115753号公报但是，对于专利文献1所示的电^^则电路，由于需要节省电力，4到主将 津4^型MOS晶体管203的宽长比(W/L) i^得小，并将常时消耗的电流值iU得小。而且，输出级的MOS晶体管205和206的栅极面积4^i4交大，因 而栅电容变大。因此，在上述传统例中存在的问M,电荷^4册电^寄生电容的^i文电 需要耗时，N3从「HJ电平变为rL」电平的状态或从「H」电平变为「L」 电平的状态需^^毛费时间。发明内容本发明是鉴于上述情况而聯'J的，其目的在于提^"种与^^t支桐目比能 将测定对象的电压超过预先设定的电压或比设定的电压低时的检测结果更高il丰lr出的电ya^;则电^各。;^发明的电;S^r测电3各的4争^MtiH殳有由电流源和第一MOS晶体管串联连接而成的、3输入到该第一MOS晶 体管的栅极的检测电压作为输入电压而输出的输入緩冲器；由源极与电源连 接、漏极与信号输出端子连接的p沟道型第二MOS晶体管和源极接地、漏极 与上述信号输出端子连接的n沟道型第三MOS晶体管构成的输出緩沖器；信 号输7^端子与上述第一 MOS晶体管的漏才JU^接、第一纟命出端子与上述第二 MOS晶体管的栅fei^接、第二4lT出端子与上述第三MOS晶体管的漏才^i^接 的定时调整电路，在输A^上述信号输入端子的输入电压上升时^Ji述第""^上述第二输出端子的电压下降，另一方面，在上述输入电压下降时^Ji述第一和上述第^ir出端子的电压上升，并在^^出端子之间4斩这些电压下#上升之定时；以及根据上述第"~^上述第^^命出端子的电压变4沐上述信号输出端子的电压变化，^_11述输入电压的上#下1%6^4>1加快的电y(^佥测部。本发明的另 一电y^^r测电路的4衫i^于，上述输入緩冲器由恒流源和串:^^接在该恒流源及电源与接地点之间的、 ^4册极# >4&测电压的n沟道型或p沟道型第一MOS晶体管构成，上述电>!^全测部由如下各部分构成源才及与电源连4妄、栅极与上述信号输 出端子连接的p沟道型第四MOS晶体管；源极与该第四MOS晶体管的漏极 连接、栅极与上述第一输出端子连接、漏极与上述第一MOS晶体管和上述电 流源的连接点连接的p沟道型第五MOS晶体管；漏极与上述第五晶体管的漏才li^接、栅极与上述第-r^r出端子连接的p沟道型第六MOS晶体管；以及漏 极与该第六MOS晶体管的源极连接、栅极与上述信号输出端子连接、源极接 地的n沟道型第七晶体管。本发明的另 一电>￡^测电路的特4^于，上奴时调整电路，在上述输入电压上升时，以比上述第一输出端子早的定时进行上述第^^lr出端子的电压下降，而在上述输入电压下降时，以比上述第二输出端子早的定时进行上述第一输出端子的电压上升。本发明的另 一 电^测电路的特4i^于，上奴时调整电路设有:源极与电源连接、栅极与上述信号输入端子连接、漏极与上述第一输出端子连接的p沟道型第八MOS晶体管；漏极与上述第二 输出端子连接、栅极与上述信号输入端子连接、源极接地的第九MOS晶体管； 以Ai^接在上述第一与第二输出端子之间的电阻。 本发明的另 一电压^"测电路的特4i^于，上述定时调整电路设有在上述^^则电M 「LJ电平变为「HJ电平时被 延迟、从rH』电平变为rL」电平时不延i^條送检测电压变化的第一延迟 电路；以踏上述;f^则电压从「HJ电平变为「LJ电平时一舰迟、从rL」电 平变为「HJ电平时不延i^k/fl"送^^则电压变化的第二延迟电路。本发明的另一电i^^则电路的特^^于，上述第一延迟电路由其"H^T入端与上述信号输入端子连接、另一^#入端经由延迟电^上述信号输入端子连接，其llr出端与上述第^^4叙出端子连4姿的"或非"电3納成；上述第二^il电路由其"H^命入端与上述信号输入端子连接、另一^tr入端经由皿电^M上述信号输入端子连接，其输出端与上述第 一输出端子连接的"与非"电3納成。本发明的另一电>^&测电路的特^^于，上述第一延迟电路由其一^^入端与上述信号输入端子连接、其输出端与 上述第一输出端子连接的"与非"电路和其输入端与该"与非"电路的输出端连 接的第一反相器构成;上述第二延迟电路由其一^Hlr入端与上述信号输入端子 连接、另"H^lr入端与上述第一反相器的输出端连接、其输出端与上i^^r^叙 出端子连接的"或非"电路和其输入端与傻'或非"电路的输出端连接、输出端与上述"与非"电路的另一^N命入端连接的第二反相器构成。 本发明的振荡器的特征在于，在将反相器多级连接而构成的环形振荡器的末^A相器的输出端子和该环形振荡器的初M^相器的输入端子之间插Aji述^""种电y^佥测电路。 本发明的另一4展荡器的特4正在于，在将反相器多Mi^接而构成的环形振荡器的^iSA相器的输出端子上，连接上述^""种电yS^测电路的输入端，并将该电压检测电路的输入緩沖器的输出端与上述环形振荡器的初M^i目器的输入端子连接。對口以上说明那样，根据本发明，^ir入緩冲器输出的输入电压超过预先 ^^的阔值时的瞬变状态，电S^r测^f吏输入电压的上升加速，相反在输入电 压低^^Jb议的阈值时的瞬变状态，电S^r测^f吏输入电压的下降加速，因此使信号输入端子的电压变^^。速而提前，能够比^^克例更高速^^r出电>^企 测结果。即，根据本发明，在输入电压超过预先i议的阈值时的瞬变状态，形成用输出緩冲器输出^^四MOS晶体管^7导通状态、第七晶体管^^Ui状 态，并用第一输出端子的电压^^五和第八MOS晶体管^;导通状态的期间，从而力口速信号输入端子的电位上升，另一方面，^tr入电压低i^^B^t的阈值时的瞬变状态，形^]输出緩冲器输出^^四MOS晶体管^7^jh状态、 第七晶体管劾导通状态，并用第^^4lr出端子的电压^^六和第九MOS晶体管成为导通状态的期间，从而力口速信号输入端子的电位下降，能够比传统例更高ii^4lr出电s^r测结果。根据本发明，在环形振荡器的环^各中插AJi述^;则电路或作为输出级设 置，从而f^中制寄生电容等对频率的影响，接近设计上的频率并提高精度，从 而改善由于在确定频率的延迟"卜还附加有寄生电容等，使实际频率偏离设计 值而不育她成高精度环形振荡器的现有技术问题。


图i是概略说明本发明一个实施例的电^测电路结构的简图。图2是说明图i电^f^则电^各动作的滋:形图。图3是表示图1的定时调整电路100的第一结构例的简图。图4是表示图1的定时调整电路100的第二结构例的简图。图5是表示图1的定时调整电路100的第三结构例的简图。图6是_表示4^发明另一实施例的电^^则电^各结构的简图。图7是表示〗細本发明实施例的电S^r测电路的振荡器的结构例的电 路图。图8是表示^Jf]本发明实施例的电^^r测电路的振荡器的另一结构例 的电^各图。图9是表示^M/f列的电;M^则电路结构的电路图。图10是说明图9的电;!^r测电if各动作的波形图。 附图标记100…定时调整电路101…"或非"电路102…"与非"电路103、 104、 200 、 2(H…反相器400、 500、 501…恒流源具体实施方式
以下，参照

本发明一个实施例的电iE^^则电路。图1是表示该实 ;^例的结构例的简图。在该图中，本实施例的电y^^r测电5g^有恒流源500、 p沟道型MOS晶 体管M2、 M3、 M6和n沟道型M0S晶体管Ml、 M4、 M5、 M7和定时调整 电路100。在用于电源电压的电>^#^则时，成为连接图9中的S范围的电路部分的情 况。即，恒流源500对应于图9的MOS晶体管202, M0S晶体管M1对应于 MOS晶体管204,根据MOS晶体管M1到导iti^Uh状态的4^f多过程中流向 恒流源的电流量，连接点A (N3)的电压上升或下降。在以下的说明中，所谓阈值电压，是表示为了决定将连接点A的电位作 为rH」电平^r测或作为rLJ电平检测而与连接点A的电位tb4細的阈值。若连接点A的电4i^过阈值电压，则是「HJ电平，若连接点A的电位低于 阔ii电压，则判定为「L」电平。MOS晶体管Ml,其漏才^Lii接点A与恒流源500连接，对栅才 ^口检 测用的电压，源极接地。MOS晶体管M2，其源极与电源连接，栅极与信号 输出端子Tout连接。MOS晶体管M3的栅极与连接点B连接，源才脉上述 MOS晶^^管M2的漏才li^才妄，漏才及与连4矣点A连4妄。MOS晶体管M4的栅极 与连接点C连接，漏极与连接点A连接.。MOS晶体管M5的漏才及与上述MOS 晶体管M4的源^ii4妄，栅极与信号输出端子Tout连接，源极接地。MOS晶 体管M6的源极与电源连接，栅极与连接点B和MOS晶体管M3的栅fe^接， 漏极与信号输出端子Tout连接。MOS晶体管M7的漏极与信号输出端子Tout 连接，栅极与连接点C和MOS晶体管M5的栅才li^接，源极接地。这里，MOS晶体管Ml可以不与上述恒流源500连接，而将MOS晶体 管Ml设为p沟道型MOS晶体管，其源极与电源连接，在栅^ LUfcMt为检 测对象的^;则电压，漏极经由恒流源500而与接地点连接。定时调整电路100的信号输入端子Tin与连接点A连接，输出端子Tol 与连接点B连接，输出端子To2与连接点C连接。处，如上淑財羊，连接 点B与MOS晶体管M3和M6的栅才Ai^接，连接点C与MOS晶体管M4和 M7的栅舰接。另夕卜，在输A^信号车俞/v端子Tin的输入电压(连接点A的电压)超过预 先设定的闳值电压或低于阈值电压时，定时调整电路100使/AJi述输出端子 Tol输出的力口在MOS晶体管M6的栅极(连4妄点B)的信号与/AJi述输出端 子To2输出的力口在MOS晶体管M7的栅极(连接点C)的信号之间的电压变 化的定时错开。的选度变化时，定时调整电路100以输出端子To2相对于输出端子Tol早的定 时进行从rHJ电平向「L」电平的信号变化，另一方面，在输入电對目对于 阈值电M高的电压下降而^7低于阈值电压的过渡变化时，以输出端子Tol 相对于输出端子To2早的定时进行从「L」电平向「H」电平的信号变化。 接着，参照图1和图2，说明本实施例的电>^^则电路的动作。图2是表示本实施例的电>^全测电路的动作例的波形图。由于输A^J MOS晶体管Ml栅极的电压开始从r H J电平向r L J电平的 变化，连接点A的电H^rL」电平向「H」电平上升而成为超过信号电平变 化的阈值电压。因此，定时调整电路100在输入电压超过阔值电压的定时，开始使连接点 C从「HJ电平向「LJ电平变化的动作。因此，由于连接点的电位l^氐，MOS 晶体管M4和M7 'f曼隻转变到截止状态(无电流流动的状态)(时刻tl )。 ^il 时刻，定时调整电路100使连接点8^#在「H」电平。因此，信号输出端子 Tout依然是「L」电平，MOS晶体管M2成了导通状态。然后，定时调整电路100在预J^议的时刻后(延i^)开始使连接点B 的电^fi/人「HJ电平转变为「LJ电平的处理，使MOS晶体管M3和M6慢隻 转变为导i^l犬态(电流流动的卩犬态)(时刻12 )。因此，电流开始流入MOS晶体管M3和M6， ^il时刻由于信号输出端 子Tout是rLJ电平，电;产遞过MOS晶体管M2和M3流动，从而向连接点 A4^电荷，连接点A的电^iik速变为rH J电平(时刻t3 )。连接点A的电位一到达rH J电平，定时调整电路100就使连接点B和C 也完全成为「 L」电平的状态(时刻t4 )。结果是，由于信号输出端子Tout成为「H」电平，MOS晶体管M2成为 截止状态。这时，MOS晶体管M3和M5成了导通状态，但MOS晶体管M2和M4 成了;^(^1状态，因此，^yj^接点A看，在串耳^il:接于电源与接地电位之间的 MOS晶体管M2、 M3、 M4和M5 (电位检测部)方面，往电源的踏4^^往接 地电位的路径均成为高阻抗状态。即，定时调整电路100^i^接点A的电^fi^人「L」电平变为rHJ电平的 瞬变状态，用比MOS晶体管M3早的定时使MOS晶体管M4成为^ih状态， 錄一定期间通过MOS晶体管M2和M3对连接点A^电流，使连接点A 的电^J2kil从「LJ电平变为rH」电平。接着，由于输AJ'J MOS晶体管Ml的栅极的检测电压开始从「L J电平 变为「HJ电平，连接点A的电4i^人「H」电平向「L」电平的下降到低于阈值电压。因此，定时调整电路100由于输A^信号输入端子Tin的输入电压低于阈 值电压，开始使连接点B从「LJ电平转变为「H」电平的处理。因此，连接 点B的电位上升，使MOS晶体管M6慢f曼转变到截止状态(时刻t5 )。^il时刻，定时调整电路100使连接点。##在rL」电平。因此，信号 输出端子Tout依然是「HJ电平，M0S晶体管M5成了导通状态。然后，定时调整电路100在^^ti议的时刻后(延i^)开始使连接点C 的电位从rL」电平转变为rH」电平，使MOS晶体管M4和M7慢f曼转变到 导通状态(时刻t6 )。因而，电流开始流向MOS晶体管M4和M7， ^il时刻由于信号输出端 子Tout是「H」电平，电荷通过MOS晶体管M4和M5^yj^接点A向接地点 放电，连接点A的电^iS^变为「LJ电平(时刻t7)。连接点A的电^fiJU达rL J电平时，定时调整电路100就使连接点B和连 才矣点C也完全^ rH」电平的状态(时刻t8)。结果是，信号输出端子Tout成为「 L」电平，所以MOS晶体管M5成为这时，MOS晶体管M2和M4成了导通状态，但MOS晶体管M3和M5 成了^Uh状态，所以若/Aii接点A看，在串3f^^接到电源与接地电位之间的 MOS晶^^管M2、 M3、 M4和M5 (电^^则部)方面，《主电源的绍^^^往才秦地电位的踏4圣均成为高阻糊犬态。即，定时调整电路100^i^接点A的电^^v 「HJ电平变为「L」电平的 瞬变状态，在比MOS晶体管M5早的定时使MOS晶体管M3^^U^状态， ^L^一定期间通过MOS晶体管M4和M5对连接点A使电荷向接地,与j丈电， 4吏连4姿点A的电^iM/人「H」电平变为rL」电平。如上淑卩样，#实施例中，连接点A的电位按照4全测对象的电压而变 化时，在该连接点A的电^ii行了^it预先i议的阈值的变化时，使连接点A 的电位高速变化，从而从信号输出端子Tout输出电^^则结果的定时能够比 彬克例提早。以下，下面表示图1的定时调整电3各的结构例。〈定时调整电路100的第一结构例〉作为图1的定时调整电路100的第一结构例，使用图3所示的电路。定时 调整电路100由p沟道型MOS晶体管M8、 n沟道型MOS晶体管M9和电阻 R构成。在该图中，定时调整电路100的信号输入端子Tin直接与连接点A连 接，输出端子Tol直接与连接点B连接，输出端子To2直接与连接点C连接MOS晶体管M8的源极与电源连接，4册才及与i^4妄点Ai^l妄，漏极与连接 点B连接。MOS晶体管M9的源极接地，栅极与连接点A连接，漏极与连接点C连 4妄。电阻R插A^连"I妻点B与连4妄点C之间。接着，参照图2和图3，说明本实施例的电>￡#测电路的动作。和上述的时刻tl同样，连接点A的电位开始从「LJ电平向「HJ电平上 升，超过MOS晶体管M9的阈值时，该MOS晶体管M9就开始流动电流， 连接点C开始从rH」电平向「L」电平的电位变化。由于连接点C的电位降 低，MOS晶体管M4和M7慢f曼转变到截止状态(时刻tl)。这时， 一旦低于 MOS晶体管M8的阈值，流过的电流就lt:lt减少。另一方面，一JS^过MOS 晶体管M9的阈值，流动的电流就'斷曼增加。^il时刻，由于MOS晶体管M9通过电阻R将连接点B的电荷放电，因 电阻限制电流流动，相对连接点C，连接点B的电位lf^氐的定时g,连接点 B依然^^为「H」电平。因此，信号输出端子Tout依然是rL」电平，MOS 晶体管M2成了导通状态。然后，连4妾点B的电^f立t曼ft从「HJ电平转变为「L」电平，在预先i议 的时刻后(延迟后)超过MOS晶体管M3和M6的阈《直时，MOS晶体管M3 和M6慢隻转变到导通状态(时刻t2 )。因而，电流开始沭uitMOS晶体管M3和M6， ^it时刻由于信号输出端 子Tout是「L」电平，通过MOS晶体管M2和M3向连接点A4^电荷，连 4矣点A的电^i^变为rH」电平(时刻t3)。连接点A的电位达到(H)电平时，MOS晶体管M9 就成为导通状态， 且MOS晶体管M8成为截至状态，连接点B和C都完全成为r L」电平的状 态。结果是，由于信号输出端子Tout成为「 H」电平，MOS晶体管M2 ^ #^状态，MOS晶体管M5成为导通状态(时刻t4 )。接着，和上述的时刻t5同样，连接点A的电位开始从r H J电平向r L J 电平下降，一^S^l过MOS晶体管M8的阈值，该MOS晶体管M8就开始流 过电流，开始使连接点B慢f曼从「LJ电平转变为「H」电平。由于连接点B 的电位上升，MOS晶体管M3和M6慢lt转变到雞状态(时刻t5)。这时， 由于^i过MOS晶体管M8的阈值，力組的电流就慢隻增加。另一方面，一 旦低于MOS晶体管M9的阔值，流过的电么t就隻'f曼减少。^il时刻，由于MOS晶体管M8通过电阻R对连接点C^电荷，因限 制了流动的电流，相对连接点B,连接点C的电位上升的定时舰，连接点C 储为「LJ电平。因此，信号输出端子Tbut依然是「HJ电平，MOS晶体管M5成为导通 状态。然后，由于连接点C的电位劇曼从「LJ电平转变为「HJ电平，在预先 i殳定的时刻后(延迟后)超过MOS晶体管M4和M7的阈值，MOS晶体管 M4和M7慢隻转变到导通状态(时刻t6 )。因此，由于MOS晶体管M5是导通状态，电流开始流过MOS晶体管M4 和M7, ^il时刻由于信号输出端子Tout是r H J电平，电荷^yj^接点A通过 MOS晶体管M4和M5放电，连接点A的电^i5kit变为「L」电平(时刻t7)。连接点A的电4i^达r L J电平时，MOS晶体管M8 #械为导通状态， 且MOS晶体管M9成为^^状态，连接点B和连接点C也完全劲「 H J电 平的状态。结果是，由于信号输出端子Tout是rL」电平，MOS晶体管M5^;截 止状态，MOS晶体管M2成为导通状态(时刻t8 )。上述的定时调整电路100也可以构成为在功育Ui具有^i^接点A的电 位从「L」电平变为「HJ电平时延迟、从「HJ电平变为「LJ电平时不延迟 i秘送;^则电压变化的第一延迟电路(控制连接点B电位的电路)；以A^ 接点A的电&;人「HJ电平变为「LJ电平时延迟、从rL」电平变为「HJ电 平时不延i^M送检测电压变化的第二^il电路(控制连接点C电位的电路)。下面i兌明这两种电路纟吉构，J。〈定时调整电路100的第二结构例〉作为第二结构例，^j ]图4所示的电路。定时调整电路100由两^N叙入端 的"或非"电路IOI、两个输入端的"与非"电路102、电阻R1和R2以及电容 C1和C2构成。在该图中，"与非"电路102，其一^^r入端子与连接点A连接，另一个输 入端子经由由电阻R2和电容C2构成的延迟电^^连接点A连接，输出端子 与连接点B连接。电阻R2的一端与连接点A连接、另一端与上述"与非"电路 102的另一^ir入端子连接。电容C2插A^"与非"电路102的另一个输入端 子与接地点之间。"或非"电路101，其一^4lr入端子与连接点A连接，另一个输入端子通过 由电阻R1和电容C1构成的g电^连4妻点A连4^， l俞/^端子与输7v端子 C连接。电阻Rl,其一端与连接点A连接，另一端与上述"或非"电路101的另一^4俞入端子连接。电容ci插A^"或非"电路i01的另一^NIr入端子与接 地点之间。接着，参照图4和图2，说明本实施例的电压检测电路的动作。 和e^苗述的时刻tl同样，连接点A的电位开始从rL」电平向rH」电平上升，输A^j"或非"电路i01的"H^r入端子的电位上升时，"或非"电路ioi就使输出端子的电压慢IW氐。因此，连接点C的电位开始从rH J电平向rL J 电平变化。由于连接点C的电位斷氐，MOS晶体管M4和M7慢lt转变到截 止状态(时刻tl )。奴时刻，"与非"电路102^-H^lT入端子直接淑口连接点A的电位，但^N命入端子。因此，在"与非"电路102中，由于对两个输入端子中的一个端子 不传i^i^接点A的向r H J电平的电位变化，相对于连4妻点C连接点B的电 位斷氐的定时延迟，连接点B依然^#在「H」电平。因而，信号输出端子 Tout依然是「L J电平，MOS晶体管M2成了导通状态。然后，"与非，，电路102中，在用延迟电路(电阻R2和电容C2)预先"i议 的与一yj^t^^端子相比的延迟后，另一4^t^^端"f^皮输A/人rLJ电平到rH」电平的电^f立变化，开始1吏输出端子的电4立从「H」电平变为「L」电平。因此，连接点B的电位'lt慢:从「HJ电平转变为rL」电平，超过MOS 晶体管M3和M6的阈值时，MOS晶体管M3和M6就隻tt转变到导通状态 (时刻12 )。然后，电流开始流过MOS晶体管M3和M6， ^il时刻由于信号输出端 子Tout是「L」电平，通过MOS晶体管M2和M3向连接点A^^电荷，连 4妄点A的电估迅逸变为rH」电平(时刻6)。连接点A的电^fiJ!]达r H J电平时，"与非"电路102和"或非"电路101各 自的llr出端子就成为「L」电平，连 I妄点B和C也完4^成为rLJ电平的4犬态。其结果是，由于信号输出端子Tout为rLJ电平，MOS晶体管M2成为 舢状态(时刻t4)。接着，和上述时刻t5同才羊，连接点A的电位开始从「HJ电平向rLJ电 平下降,输Afij"与非"电路102的一个输入端子的电位P軒氐时，"与非"电路102 使输出端子的电位就lt'ltJ:升。因此，连接点B的电位就开始从「LJ电平向 r H J电平变化。由于连接点B的电位上升，MOS晶体管M3和M6慢lt转变 到^jL状态(时刻t5)。^il时刻，"或非"电路101 ^H^lT入端子上直接;^口Jiii接点A的电 位，但给另一^HlT入端子上通过电阻Rl和电容Cl构成的延迟电路传iilii接 点A的电位变化。因此，在"或非"电路101中，由于对两个输入端子中的一 个未传itii接点A向「LJ电平的电位变化，连4妄点C相对连冲妄点B的电位 上升的定0^^1迟，连接点C依然##为r L J电平。因而，信号输出端子Tout 依然是「 H J电平，MOS晶体管M5成了导通状态。然后，"或非"电路101,在用延迟电路预洗i议与一4^lr入端子相tt4交的延迟后，对另一个输入端子输入从rHJ电平向「L」电平的电位的变化，从 而使l命出端子的电4立开始从「L」电平变为「H」电平。因此，连接点C的电^f立t曼lt从「LJ电平寿争变为「HJ电平，一_§^￡过 MOS晶体管M4和M7的阈值，MOS晶体管M4和M7就隻度转变到导通状 态(时刻t6)。因此，电流开始^itMOS晶体管M4和M7， ^il时刻由于信号输出端子Tout是「L」电平，/Ai^接点A通过MOS晶体管M4和M5使电荷放电， 连4妄点A的电^i^变为rL」电平(时刻t7)。连接点A的电4iJ'J达「L J电平时，"与非"电路102和"或非"电路101各 自的输出端子都为「 H J电平，连接点B和C也完全^7 「 H」电平的状态(时 刻t8 )。其结果是，由于信号输出端子Tout成为「L」电平，所以MOS晶体管 M5 ^;^UM大态。〈定时调整电路100的第三结构例〉作为第三结构例， <顿图5所示的结构。定时调整电路100由两^N命入的 "或非"电路101 、两个输入的"与非"电路102以及反相器103和104构成。在该图中，"与非"电路102的"H^lr入端子与连接点A连接，另一^N命入 端子与^^相器103的输出端子连接，其输出端子与^i目器104的输入端子和连 接点B连接絲。"或非"电路ioi的一^NIr入端子与连接点a连接，另一^H命入端子与反相器104的输出端子连接，其输出端子与反相器103的输入端子和连接点C连接。作为以下图5的电路的动作的初始状态，假设连接点A是「LJ电平、连 接点B和连接点C都是r H J电平^ii^i兌明。和e^笛述的时刻tl同样，连接点A的电位开始从「LJ电平向rH」电平 上升，输AJij"或非"电路lOl的一^N命入端子的电位上升时，"或非"电路101 使输出电压慢斷軒氐。因此，连接点C的电位开始从「H」电平向「LJ电平的变4匕。由于连接 点C的电位P制氐，MOS晶体管M4和M7慢lt转变到截止状态，反相器104 开始使输出端子从「L」电平转变为「HJ电平(时刻tl)。扭时刻，"与非"电路102^^N命入端子直接淑口连接点A的电位，但 另一^HlT/v端子Jii^l矣反相器103的输出端子，所以连接点A的电位变4脉 ^fc^l^反相器103的输入端子的电位变化的时间 ^传送。因此，在"与 非"电路102中，由于对于两^N俞入端子的一个端子，反相器104的输出不变 化，连接点A向「HJ电平的电位变化^f皮传送。因而，相对于连接点C,连接存、B的电位l^氐的定EhHfc^迟，连接点B依然4綠为「HJ电平。因而，信 号输出端子Tout依然是「LJ电平，MOS晶体管M2成了导通状态。然后，在"与非，，电路102的一^N命入端子上输Ai^接点A的信号后，即反 相器103的信号皿后，对于另一^NlT^^端子输A/人「LJ电平向「HJ电平 的电位变化，从而使输出端子的电位开始从rH」电平变为「LJ电平。因此，连接点B的电位ft慢从「HJ电平转变为「LJ电平，一JS^过 MOS晶体管M3和M6的阈值时，MOS晶体管M3和M6就f曼lt转变到导通 状态(时刻t2 )。然后，电流开始流过MOS晶体管M3和M6，在这时刻由于信号输出端 子Tout是r L」电平，电荷通过MOS晶体管M2和M3传i^J'J连接点A,连 接泉A的电^iS;ii变为「H J电平(时刻t3 )。连接点a的电^il]达r h」电平时，"与非"电路102和"或非"电路101各 自的输出端子变为r L J电平，连接点B和C也完全成为「 L」电平的状态(时 刻t4 )。其结果是，信号输出端子Tout成为「HJ电平，从而MOS晶体管M2成 为截jM大态。接着，和上述的时刻t5同样，连接点A的电位开始从「HJ电平向「LJ 电平的下降，输AJij"与非"电路102的一^NIr入端子的电位下降时，"与非"电 路102就4吏输出端子的电压l射iJi升。因此，连接点B的电位开始从rLJ电平向「H」电平的变化。由于连接 点B的电位上升，MOS晶体管M3和M6慢隻4辆多到^Ui状态，反相器103 使输出端子开始从「LJ电平转变为「HJ电平(时刻t5)。^il时刻，"或非"电路101的一^NlT入端子直4射皮翻口连接点A的电位， 但由于在另"HHlT入端子连接反相器104的输出端子，连接点A的电位变化 ^^il了在反相器104输出端子的电位变化的^i^期间而传送。因此，在"或 非"电路101中，对于另一输入端子，由于反相器104输出未变化，不传链 4妄点A的向rL」电平的电位变化。因而，连接点C相对于连接点B的电位 ,氐的定日^fc^迟，连接点C依然^^在「LJ电平。因而，信号输出端子Tout 依然是r H J电平，MOS晶体管M5成了导通状态。然后，"或非"电路ioi，在与一^^lr入端子相比延迟了反相器i04变化的时间长度后，对另一个输/^端子输A/人rH」电平向「L」电平的电位变化， 使输出端子的电位开始从「LJ电平变为「H」电平。因此，连接点C的电位lt慢从「LJ电平转变为「HJ电平，一^Sii过 MOS晶体管M4和M7的阈值时，MOS晶体管M4和M7就lt慢it^度到导通 状态(时刻t6)。然后，电流开始;^itMOS晶体管M4和M7， ^il时刻由于信号输出端 子Tout是r H」电平，接点A的电荷通过MOS晶体管M4和M5放电，连接 点A的电^迅速变为「L」电平(时刻t7)。连接点A的电4iJ)J达r L」电平时，"与非"电路102和"或非"电路101各 自的输出端子才M为「H」电平，连接点B和C也完全成为「H」电平的状态 (时刻t8 )。其结果是，由于信号输出端子Tout成为「L」电平，MOS晶体管M5成 为触状态。〈电y^^则电路的另一结构例>作为本实施例的电压检测电路的另一结构例，使用图6所示的电路。定时 调整电路100的结构和图5同样，^MJ吉构中去除了图5中输出级的MOS晶 体管M6和M7。以下，作为结构仅^^和图5的不同方面。在该图6的电路 中，检测输出^yj^接点A输出，即连接点A絲作信号输出端子。反相器104的输出端子除了与"或非"电路101的另一输入端子连接外，还 与MOS晶体管M2的栅^feU^接。反相器103的输出端子除了与"与非"电路102的另一输入端子连接外，还 与MOS晶体管M5的栅^i^接。作为以下图6的电路的动作说明的初始状态，假i殳连4妄点A是「L J电平、 连接点B和C都是「H」电平进4ti兌明。和ei苗述的时刻tl同样，连接点A的电位开始从「LJ电平向rH」电平 上升，输A^"或非"电路101的一^N叙入端子的电位斷Ui升时，与》b 十应， "或非"电鴻^101 <吏1命出端子的电压'隄虔刺氐。因此，连接点C的电位开始从「H」电平向「L」电平变化。由于连接点C的电位P射氐，MOS晶体管M4慢隻转变到^i状态，反相器103使输出端 子开始/人「LJ电平向「HJ电平转变(时刻tl)。^it时刻，由于^""与非"电路102的一^Nt入端子直接湖口连接点A的电 位，但另一^N俞入端子连接着反相器103的输出端子，连接点A的电位变化 在4fe^迟了反相器103的输出端子的电位变化的时间 ^传送。因此，在"与 非"电路102中，对于两^N命入端子中的一个端子，由于反相器103的输出未 变化，不传3ti^4妄点A向「HJ电平的电位变化。因而，相对于连接点C,连 接点B的电位降低的定时延迟，连接点B依然是「HJ电平而不变。因而，反 相器104的输出端子依然是rLJ电平，MOS晶体管M2成了导通状态。然后，在与一^N命入端子相比^i目器103延迟了延迟时间后，才'与非" 电路102的另一^N叙入端子输A/人「L」电平向「H」电平的电位变化，从而 使输出端子的电位开始从「HJ电平变为「L」电平。因此，连接点B的电位'lt慢/人「H」电平转变为rL」电平，超过MOS 晶体管M3的阔值时，MOS晶体管M3就斷曼逸度到导通状态(时刻t2 )。然后，电流开始^itMOS晶体管M3，扭时刻由于反相器104的输出 端子是「L」电平，通过MOS晶体管M2和M3给连接点A4^电荷，连接 点A的电^迅逸变为r H J电平(时刻t3 )。连接点A的电^5'j达rH J电平时，"与非"电路102 ~'或非"电路101各 自的输出端子lfe^ r L J电平，连接点B和C也完全成为「 L」电平的状态。 其结果是，由于^i目器104的4命出端子成为「H J电平，MOS晶体管M2成 为截^状态(时刻t4 )。接着，和上述的时刻t5同样，连接点A的电位开始从r H J电平向r L J 电平下降，输A^"与非"电路102的一^N命入端子的电位lf"f氐时，"与非"电路 102 <吏4俞出端子的电压'隄匱上升。因此，连接点B的电位开始从「LJ电平向rHJ电平变化。由于连接点 B的电位上升，MOS晶体管M3慢lt转变到^Uh状态，反相器104使输出端 子开始从「H」电平向「L」电平转变(时刻t5)。扭时刻，"或非"电路101^"""个输入端子直接 口连接点八的电位，但 由于在另一^4lT入端子JJ^接着反相器104的输出端子，在反相器104的输出端子的电位变化的延迟期间，连接点A的电位变^lfc^迟传送。因此，在"或非，，电路ioi中，对于两4^r入端子中的一个端子，由于反相器104输出未变化，不传iiii^才妄点A向「L」电平的电位变化。因而，相对于连接点B,连接 点C的电位,氐的定^ifc^，连接点C依然4緣rL」电平不变。因而，反 相器103的输出端子依然是「H」电平，M0S晶体管M5成了导通状态。然后，在与一^N命入端子相比延迟了反相器104的变化的时间^t^,"或 非"电路101对另一^H俞入端子输A/人rH」电平向「L」电平的电位变化，从 而使输出端子的电位开始从rLJ电平变^J)J 「HJ电平。因此，连接点C的电位t曼'f曼/人「LJ电平4争变为「HJ电平，一^E^过 MOS晶体管M4的阈值时,MOS晶体管M4就ft慢转变到导通状态(时刻t6 )。然后，电流开始a4iMOS晶体管M4,扭时刻由于反相器103的输出 端子是rH」电平，连4妄点A的电荷通过MOS晶体管M4和M5;^电，连接 点A的电^迅速变为「L」电平(时刻t7)。连接点A的电4iJij达rL」电平时，"与非"电路102和"或非"电路101各 自的输出端子就成为「H」电平，连接点B和C也完全成为「H」电平的状态 (时刻t8)。其结果是，由于反相器103的4叙出端子为「L」电平，所以MOS 晶体管M5成为舢状态。〈^j ]电i^&则电i 各的振荡器〉作为上述电y!i^r测电路应用例的振荡器的结构，例:W(口图7所示，在环形振荡器300的输出端iU图3表示的本实施例的电^^则电路，将电^f&;则电路的输出端连接到环形振荡器300的输入端，在环形振荡器300的环>^上插入 电>￡^则电路。特别，在用约数十伏高的电源电压产生振荡的场合，由于寄生电容等的影 响，反相器的动作延i^曾大。本应用例，作为,^^迟、得到与设计对应的高 精度振荡频率的结构。上述环形振荡器300由p沟道型MOS晶体管M12、 M13、 M14、 M15， n沟道型MOS晶体管M16、 M17、 M18、 M19，电容C3及C4， ^r^及管Dl 及D2，以及反相器200构成。根据从MOS晶体管M12向电容C3的*电荷、由MOS晶体管M16引起的来自电容C3的电荷;改电、从MOS晶体管M14向电容C4的电荷充电和由MOS晶体管M18引起的来自电容C4的电荷放电的电位变化需要的时间，决定环形振荡器的振荡频率。MOS晶体管M12的源极与电源连接，漏feit过电容C3接地。MOS晶^^管M16的漏极与MOS晶体管M12的漏才^ Li^^^册才及与电源4全测电路的信号输出端子Tout连接，源极接地。MOS晶体管M13的源4及与电源连4矣，漏极与反相器200的输入端子连接。 ^r^及管Dl正向串^i^接，插A^MOS晶体管M13的漏极与接地点之间。 MOS晶体管M17的漏极与MOS晶体管M13的漏才li^接，栅极与MOS晶体管M12的漏才Aii接，源极接地。MOS晶体管M14的源极与电源连接，漏才^ Ut过电容C4接地。MOS晶体管M18的漏极与MOS晶^^管M14的漏^fei^接，栅极与反相器200的输出端子连接，源极接地。MOS晶体管M15的源极与电源连接，漏极与电压检测电路的MOS晶体管M1的栅才^ U^接。^^及管D2正向串^i^接，插A^MOS晶体管M15的漏才^ ^一妄地点之间。 MOS晶体管M19的漏极与MOS晶体管M15的漏^L^接，栅极与MOS晶体管M14的漏feii接，源极接地。电S^:则电路的信号输出端子Tout通过反相器200输A5U MOS晶体管M16的栅极。MOS晶体管M12、 M13、 M14、 M15的^4册才脉恒流源400的p沟道型MOS晶体管Mll的4册才W目连4矣。MOS晶体管Mil的源才及与电源连4妄，栅极与漏^U^接，漏才及与恒流源501连接絲。因而，MOS晶体管M12、 M13、 M14、 M15各自和MOS晶体管Mll构 成电;危4竟电3各。图3的恒流源500，被iW MOS晶体管Mil和构成电流镜电路的p沟道 型MOS晶体管M10。在环形振荡器300中，通ii^及管Dl，使各自对反相器200输出的振幅 的t变比电源电压If^氐，通ii^及管D2侵对电平变换器输出的振幅的M比电源电压P軒氐，^^电^^t电的时间减少，从而,^t振荡频率的影响。但是，若4^i^的输出级向初^-馈的同时，在输出MJi^口用以变换 成电源电压的振幅的电平变换器，则由于反懒己线的寄生电容、电平变换器的 输入端子的电容以及输入端子配线的寄生电容等，^M/人输出级向输入M^ 馈的信号波形变平緩，使振荡频率偏离设计值。如图7所示的环形振荡器的结构那样，由于在输出M^输入级的环x^间 通it^目位酉給的反相器201设置本发明的电^r测电路，能使瞬态^^多高速 化，淑卬制因寄生电容等而引起的输AiiJ输入级的信号改变定时的延迟，淑寻 到与设计对应的高精度振荡器。同样，也可采用图8所示的结构，将本发明的电^^则电路的输入与环形 振荡器300的输出Mi^接，使之具有电平变换器的功能，并将该电^^r测电路 的输出连接到负荷。纽，即使"&1_成将电>￡^测电路的连接点A连接在环形振荡器300输 入级的反相器的输入端子上的结构，也肯M寻到和上述的图7的结构同样的效 果。
权利要求
1.一种电压检测电路，其特征在于，设有输入缓冲器，由电流源和第一MOS晶体管串联连接而成，将输入到该第一MOS晶体管的栅极的检测电压作为输入电压输出；输出缓冲器，由源极与电源连接、漏极与信号输出端子连接的p沟道型第二MOS晶体管和源极接地、漏极与所述信号输出端子连接的n沟道型第三MOS晶体管构成；定时调整电路，信号输入端子与所述第一MOS晶体管的漏极连接，第一输出端子与所述第二MOS晶体管的栅极连接，第二输出端子与所述第三MOS晶体管的栅极连接，在输入到所述信号输入端子的输入电压上升时，使所述第一和所述第二输出端子的电压下降，另一方面，在所述输入电压下降时，使所述第一和所述第二输出端子的电压上升，在各自的输出端子之间错开定时地进行这些电压的下降和上升；以及电压检测部，根据所述第一和所述第二输出端子的电压变化和所述信号输出端子的电压变化，使所述输入电压的上升和下降的速度加快。
2. 权矛J^求H成的电i^^则电路，^4衫雄于， 所述输入緩冲器由恒流源和在该恒流源及电源与接地点之间串^i^接的、给栅fe^口检测电压的n沟道型或p沟道型第一MOS晶体管构成， 所述电i^^则部由如下部分构成由源极与电源连接、栅极与所述信号输出端子连接的p沟道型第四MOS 晶体管；源极与该第四MOS晶体管的漏feii接、栅极与所述第一输出端子连接、 漏极与所述第一 MOS晶体管和所述电流源的连接点连接的p沟道型第五 MOS晶体管；漏极与所述第五晶体管的漏才li^接、栅极与所述第二输出端子连接的n 沟道型第六MOS晶体管；以及漏极与该第六MOS晶体管的源fei^接、栅极与所述信号输出端子连接、源极接地的n沟道型第七晶体管。
3. 权矛J^求2i诚的电^^则电路，^4衫oL^于， 所#时调整电路，在所述输入电压上升时,以比所述第一输出端子早的定时进行所述第>=4俞 出端子的电压下降，另一方面，在所述输入电压下降时，以比所述第_^#出端子早的定时进行所述第一llr出端子的电压上升。
4. 权矛J^求2或权利要求3记载的电压检测电路，其特征在于， 所^时调整电路设有源才及与电源ii^妄、栅极与所述信号输入端子连接、漏极与所述第一输出端 子连接的p沟道型第八MOS晶体管；漏极与所述第^^^出端子连接、栅极与所述信号输入端子连接、源极接地 的n沟道型第九MOS晶体管；以及连接在所述第一与所述第>=%出端子之间的电阻。
5. 权矛J^求2或权矛J^求3^議的电^^r测电路，^4衬雄于， 所#时调整电路设有在所述^r测电M 「L J电平变为「H」电平时^fc^迟、从「HJ电平变为 rL」电平时不延&l條送^r测电压之变化的第一延迟电路；以及在所述^r测电^/人rH」电平变为「L」电平时i^l迟、从rL」电平变为 「HJ电平变化时不延i^維送检测电压之变化的第二延迟电路。
6. 权矛虔求5i饿的电S^;则电路，^4衫i^于， 所述第一延迟电路，由一^Ht入端与所述信号输入端子连接、另一^ir入端经由延迟电路与所 述信号输入端子连接、输出端子与所述第^^俞出端子连接的"或非"电^J成； 所述第二延迟电路，由一^HIr入端与所述信号输入端子连接、另一^ir/^端经由^4迟电赠与所 述信号输入端子连接、输出端子与所述第一输出端子连接的"与非"电i 納成。
7. 权矛j^求5i議的电s^;则电路，^N^i^于， 所述第一舰电路，由"H^r入端与所述信号输入端子连接、输出端与所述第一输出端子连接 的"与非"电路和输入端与傻'与非"电路的输出端连接的第一反相器构成； 所述第二延迟电路，由一^ir入端与所述信号输入端子连接、另"H^lr入端与所述第一反相器 的输出端连接、输出端与所述第>^叙出端子连接的"或非"电路和输入端与该 "或非"电路的输出端连接、输出端与所述"与非"电路的另一^NIr入端连接的第 二反相器构成。
8. —种振荡器，其4科正在于，在将反相器多级连接而构成的环形振荡器的末iSA相器的输出端子禾该 环形振荡器的初M^相器的输入端子之间，插A^又矛虔求1到权矛J^求7中任 一项i饿的电/S^r测电路。
9. 一种振荡器，期科球于，在将反相器多级连接而构成的环形振荡器的末M^相器的输出端子上，连 接权矛J^求1到权矛J^"求7中^"-项i饿的电y!^^则电路的输入端，并将该电 >!￡^测电路的输入緩冲器的输出端与所述环形振荡器的初級反相器的输入端 子连接。
全文摘要
本发明提供一种电压检测电路，与现有技术相比能高速输出测定对象的电压超过预先设定的电压时或低于设定电压时的检测结果。本发明的电压检测电路设有将输入的检测电压作为输入电压输出的输入缓冲器；以及在该输入电压超过预先设定的阈值时的瞬变状态下使输入电压上升加速，相反在输入电压低于预先设定的阈值时的瞬变状态下使输入电压下降加速的电压检测部。通过加速输入电压的变化，可从输出缓冲器高速输出检测结果。
文档编号G01R19/165GK101403772SQ200810175689
公开日2009年4月8日 申请日期2008年8月29日 优先权日2007年8月31日
发明者杉浦正一 申请人:精工电子有限公司