專利名稱：比較電路以及紅外線遙控接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如被內(nèi)置于IC中的、紅外線遙控接收機(jī)或包含載波的信號(hào)的解調(diào)器等中的滯后比較電路等比較電路以及紅外線遙控接收機(jī)。
背景技術(shù)：
紅外線遙控接收機(jī)等的輸出電路部中一般使用滯后比較電路(hysteresiscomparator)。滯后比較器具有防止振動(dòng)(chattering)等電路的誤動(dòng)作的作用。
近年來，節(jié)能的要求增強(qiáng)，在紅外線遙控接收機(jī)中，需要降低待機(jī)時(shí)(無信號(hào)時(shí))的消耗電流。但是，在低偏置電流下，難以驅(qū)動(dòng)負(fù)載，希望輸出電路中的低電流下的驅(qū)動(dòng)能力的提高。
此外，在如紅外線遙控接收機(jī)的IC等這樣、靠近光電變換元件配置的IC中，由于信號(hào)光引起的衍射光、散射光或熒光燈、白熾燈等噪聲光，寄生光電二極管(以下為PD)中發(fā)生光漏泄電流，成為電流誤動(dòng)作的原因。特別在低電流電路中，漏泄電流的影響變得顯著，因此成為問題。
此外，低價(jià)格的要求強(qiáng)烈，希望以簡單的電路結(jié)構(gòu)而不增大芯片面積的電路。
這里，敘述在低工作電流下也維持輸出電路的驅(qū)動(dòng)電流能力，光漏泄電流的影響少，電路規(guī)模小的比較電路。
圖14表示紅外線遙控接收機(jī)的方框圖。該紅外線遙控接收接收機(jī)包括fo微調(diào)電路101、檢波電路102、積分電路103、滯后比較器104等。一般地，從光電二極管(PD)芯片輸入的光電流信號(hào)(輸入電流信號(hào))I_in由集成的接收芯片解調(diào)并輸出，該輸出被連接到控制電子設(shè)備的微型計(jì)算機(jī)等。光電流信號(hào)I_in是由30KHz～60KHz左右的決定的載波調(diào)制了的ASK信號(hào)。接收芯片中，輸入的光電流信號(hào)由放大器放大，由與載波頻率一致的帶通濾波器(BPF)取出載波分量，由檢波電路檢測(cè)載波，由積分電路將有載波的時(shí)間積分，由滯后比較器判別有無載波并進(jìn)行數(shù)字輸出。圖15表示各部分的波形。
圖16中，作為現(xiàn)有例1，表示公知文獻(xiàn)1(日本公開特許公報(bào)實(shí)開平1-132127號(hào)公報(bào)(1989年9月7日公開))記載的滯后比較電路。該滯后比較電路包括滯后電壓發(fā)生電路111、電流電壓變換用電阻112(R1)、輸出級(jí)電路113、比較電路114。比較電路部的輸入級(jí)由具有NPNTr(Tr晶體管，以下相同)和PNPTr的達(dá)林頓連接的差動(dòng)對(duì)構(gòu)成(QN1、QN2、QP1、QP2)。通過現(xiàn)有例1的結(jié)構(gòu)，提供一種可以實(shí)現(xiàn)高輸入阻抗，而且可以防止輸出電路的誤動(dòng)作的滯后比較電路。
這里，圖17表示現(xiàn)有例1的比較電路的方框圖。
下面說明現(xiàn)有的滯后比較電路的動(dòng)作。
(i)待機(jī)時(shí)Vin＜Vth_H時(shí)由于差動(dòng)對(duì)QN2、QP2動(dòng)作，因此比較電路114的輸出電流Iout1成為Iout1＝0，輸出級(jí)電路113不動(dòng)作。從而，輸出級(jí)電路113的輸出電流Iout1成為Iout＝0，即，Vo＝Hi。
在滯后電壓發(fā)生電路111中，Vth_H＝Vbe(D1)+I2·I3+I1·(R2+R3)...(1)。在該情況下，待機(jī)時(shí)消耗電流變成I1。
(ii)信號(hào)輸入時(shí)Vin＞Vth_H時(shí)(為了簡單，忽略了各晶體管的基極電流)由于差動(dòng)對(duì)的QN1、QP1動(dòng)作，因此Iout1＝I1在輸出級(jí)電路113中，R1·I1＞Vbe(QP5)時(shí)，QP5導(dǎo)通，Iout2＝Is·exp(R1·I1/Vt)，，從而Iout＝m·Is·exp(R1·I1/Vt)......(2)(Is晶體管的飽和電流Vt＝kT/qk波爾茲曼常數(shù)
q電子的基本電荷T絕對(duì)溫度m電流鏡QN5、QN6的電流比)即，Vo＝Lo。
在滯后電壓發(fā)生電路111中，Vth_L＝Vbe(D1)+I2·R3......(3)。I1·(R2+R3)變成滯后電壓。此時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流由算式(2)決定。
在現(xiàn)有例1中，比較電路114的待機(jī)時(shí)消耗電流為I1，驅(qū)動(dòng)電流為算式(2)，低消耗電流化和驅(qū)動(dòng)電流為折衷(trade off)的關(guān)系。即，低消耗電流化時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流也減小。
根據(jù)算式(2)，通過增大m可以增大驅(qū)動(dòng)電流，但由于一般輸出級(jí)的晶體管大，因此芯片尺寸增大，引起成本上升。
此外，根據(jù)算式(2)，通過增大R1可以增大驅(qū)動(dòng)電流。下面敘述該情況下的課題。
在遙控接收機(jī)用IC等接近于光電變換元件配置的IC中，由于信號(hào)光引起的衍射光、散射光或熒光燈、白熾燈等噪聲光，寄生PD中發(fā)生光漏泄電流，多成為電流誤動(dòng)作的原因。圖18表示L(lateral、橫向型)PNPTr的結(jié)構(gòu)，圖19表示LPNPTr的等效電路。BS、EM、CL分別為基極、發(fā)射極、集電極。S1是N型外延層的面積。S2是發(fā)射極面積。由于在集成電路的結(jié)構(gòu)上，N型外延層和P型襯底層之間存在作為寄生PD的PDa，因此在PNPTr的基極端子-接地間連接寄生PD。該寄生PD中發(fā)生光漏泄電流，從而LPNPTr的基極電流增加，對(duì)電路特性帶來很大的影響。
圖20表示NPNTr的結(jié)構(gòu)，圖21表示NPNTr的等效電路。同樣，由于N型外延層和P型襯底層之間存在寄生PD，因此NPNTr的集電極端子-接地間連接寄生PD。NPNPTr的集電極電流增加，從而對(duì)電路特性帶來影響。
在現(xiàn)有例1的電路結(jié)構(gòu)中，滯后比較電路內(nèi)的差動(dòng)對(duì)輸入部的NPNTr的集電極擴(kuò)散和PNPTr的基極擴(kuò)散的寄生PD中發(fā)生的光漏泄電流由QP1放大為hfe(pnp)倍，因此Ileak＝hfe(pnp)·{Ipd(npn)+Ipd(pnp)}......(4)hfe(pnp)PNPTr的晶體管的電流放大率Ipd(npn)NPNTr集電極擴(kuò)散中發(fā)生的光漏泄電流
Ipd(pnp)PNPTr基極擴(kuò)散中發(fā)生的光漏泄電流。。由于Ileak而在R1中發(fā)生壓降，所以R1·hfe(pnp)·{Ipd(npn)+Ipd(pnp)}＞Vbe(QP5)......(5)時(shí)，QP5導(dǎo)通，Vo產(chǎn)生誤動(dòng)作。
從算式(5)可知，增大R1時(shí)，光漏泄電流的影響增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問題點(diǎn)而完成，其目的在于實(shí)現(xiàn)一種(1)可以緩和比較電路的低消耗電流化和驅(qū)動(dòng)能力的交替互換，即使使比較電路低消耗電流，也可以有效地抑制驅(qū)動(dòng)能力的降低，(2)可以抑制芯片面積增大以及成本升高，(3)可以抑制光漏泄電流的影響的比較電路以及紅外線遙控接收機(jī)。
本發(fā)明的比較電路，根據(jù)輸入電壓和閾值的比較結(jié)果，取通常模式以及待機(jī)模式的其中一個(gè)，具有與各模式相應(yīng)的輸出電流值，為了達(dá)成上述目的，該電路包括比較單元，將在待機(jī)模式時(shí)流過比較電路內(nèi)部的電流稱作待機(jī)電流，比較上述輸入電壓和閾值，在其結(jié)果為待機(jī)模式時(shí)，輸出上述待機(jī)電流；以及放大電路，在通常模式時(shí)，放大并輸出從上述比較單元輸出的上述待機(jī)電流。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在通常模式時(shí)，從比較單元輸出的待機(jī)電流被放大后輸出。從而，首先，在待機(jī)模式時(shí)，通過使待機(jī)電流為充分小的值，可以低消耗電流化，另一方面，在通常模式時(shí)，該待機(jī)電流被放大后輸出，所以即使減小待機(jī)電流，驅(qū)動(dòng)能力也可以不大降低。而且，由于不增大輸出級(jí)電路的輸出電流的算式(2)的m就可以，所以可以抑制芯片面積增大以及成本上升。此外，由于不增大上述算式(2)的R1就可以，所以可以抑制光漏泄電流的影響。
因此，起到(1)可以緩和比較電路的低消耗電流化和驅(qū)動(dòng)能力的交替互換，即使使比較電路低消耗電流化，也可以有效地抑制驅(qū)動(dòng)能力的降低，(2)可以抑制芯片面積增大以及成本升高，(3)可以抑制光漏泄電流的影響的效果。
此外，本發(fā)明的紅外線遙控接收機(jī)，具有比較電路，該電路根據(jù)輸入電壓和閾值的比較結(jié)果，取通常模式以及待機(jī)模式的其中一個(gè)，具有與各模式相應(yīng)的輸出電流值，為了達(dá)成上述目的，該接收機(jī)具有上述本發(fā)明的比較電路。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，紅外線遙控接收機(jī)具有上述本發(fā)明的比較電路。從而，首先，在待機(jī)模式時(shí)，通過將待機(jī)電流設(shè)為充分小的值，可以低消耗電流化，另一方面，在通常模式時(shí)，該待機(jī)電流被放大后輸出，所以即使減小待機(jī)電流，驅(qū)動(dòng)能力也可以不太降低。而且，由于不增大輸出級(jí)電路的輸出電流的算式(2)的m就可以，所以可以抑制芯片面積增大以及成本上升。此外，由于不增大上述算式(2)的R1就可以，所以可以抑制光漏泄電流的影響。
因此，起到可以提供一種可降低待機(jī)時(shí)消耗電流、可增大驅(qū)動(dòng)電流、可降低光漏泄電流的影響的紅外線遙控接收機(jī)的效果。
本發(fā)明的其它的目的、特征以及有點(diǎn)，通過以下所示的記載而十分清楚。此外，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)通過參照附圖的以下的說明變得明白。


圖1是表示滯后比較電路的一結(jié)構(gòu)例的方框圖。
圖2是表示滯后比較電路的一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
圖3是表示滯后比較電路的一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
圖4是表示滯后比較電路的動(dòng)作波形的圖。
圖5是表示滯后比較電路的一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
圖6是表示滯后比較電路的一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
圖7是表示滯后比較電路的動(dòng)作波形的圖。
圖8是表示滯后比較電路的一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
圖9是表示VPNP晶體管的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖10是表示VPNP晶體管等效電路的電路圖。
圖11是表示滯后比較電路的一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
圖12是表示滯后比較電路的一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
圖13是表示滯后比較電路的一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
圖14是現(xiàn)有的紅外線遙控接收機(jī)整體的結(jié)構(gòu)例的方框圖。
圖15是表示現(xiàn)有的接收系統(tǒng)信號(hào)處理波形的圖。
圖16是表示現(xiàn)有的滯后比較電路的結(jié)構(gòu)例的電路圖。
圖17是表示現(xiàn)有的滯后比較電路的結(jié)構(gòu)例的方框圖。
圖18是表示現(xiàn)有的LPNP晶體管的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖19是表示現(xiàn)有的LPNP晶體管等效電路的電路圖。
圖20是表示現(xiàn)有的NPN晶體管的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖21是表示現(xiàn)有的NPN晶體管等效電路的電路圖。
具體實(shí)施例方式
這里，敘述將本發(fā)明的比較電路應(yīng)用于紅外線遙控接收機(jī)的例子。但是，本發(fā)明的比較電路也可以應(yīng)用于紅外線遙控接收機(jī)以外的各種裝置。紅外線遙控接收機(jī)為如前述的圖14所示的結(jié)構(gòu)，其中的滯后比較器104被置換為使用本發(fā)明的比較電路的滯后比較電路。
圖1表示本方式的比較電路的方框圖。比較電路在比較單元11的電流輸出級(jí)設(shè)有電流緩沖電路12(放大電路)，將比較單元11的輸出電流Iout1放大(N+1)倍。
圖2表示本方式的比較電路的具體的電路圖。圖3表示使用上述比較電路的滯后比較電路。滯后比較電路包括滯后電壓發(fā)生電路21、電流電壓變換用電阻22、輸出級(jí)電路23、比較電路24。滯后電壓發(fā)生電路21、電流電壓變換用電阻22、輸出級(jí)電路23與上述現(xiàn)有例1相同。比較電路24除了設(shè)有電流緩沖電路(放大電路)以外與上述現(xiàn)有例1相同。圖4表示使用本方式的滯后比較電路的動(dòng)作波形。
Vth_H是電壓Vin上升時(shí)的比較器的閾值，Vth_L是Vin降低使得比較器的閾值。
在本方式中，在不輸入信號(hào)時(shí)(待機(jī)模式)，不放大電路中流過的電流(待機(jī)電流)，在輸入了信號(hào)時(shí)(通常模式)，放大待機(jī)電流I1。
本方式是輸入電壓Vin(在上升時(shí))大于等于閾值(Vth_H)時(shí)為通常模式的例子。
本方式與前述的現(xiàn)有例同樣，待機(jī)時(shí)(無信號(hào)時(shí))是Vin＜Vth_H(Vin上升時(shí))(時(shí)刻ta、tc為止)，或Vin＜Vth_L(Vin下降時(shí))(時(shí)刻tb、td以后)、即圖4中Vin＜Vth的期間，信號(hào)輸入時(shí)表示Vin＞Vth_H(Vin上升時(shí))(時(shí)刻ta、tc以后)，或Vin＞Vth_L(Vin下降時(shí))(時(shí)刻tb、td為止)、即圖4中Vin＞Vth的期間。
本方式的滯后比較電路中，信號(hào)輸入時(shí)的Vth為Vth_L，待機(jī)時(shí)(無信號(hào)時(shí))的Vth為Vth_H。
比較電路24的輸入級(jí)為具有第一NPNTr(QN1)和第一PNPTr(QP1)的達(dá)林頓連接的差動(dòng)對(duì)，通過設(shè)置與第一PNPTr(QP1)進(jìn)行電流鏡連接的第三PNPTr(QP3)而作為電流緩沖電路(放大電路)。
說明本方式的滯后比較電路的動(dòng)作時(shí)，(i)待機(jī)時(shí)Vin＜Vth_H時(shí)由于差動(dòng)對(duì)的QN2、QP2動(dòng)作，因此Iout1＝0，輸出級(jí)電路23不動(dòng)作。從而Iout＝0，即Vo＝Hi。
在滯后電壓發(fā)生電路21中，Vth_H＝Vbe(D1)+I2·I3+I1·(R2+R3)...(6)。
在該情況下，待機(jī)時(shí)消耗電流為I1。
(ii)信號(hào)輸入時(shí)Vin＞Vth_H時(shí)(為了簡單，忽略了各晶體管的基極電流)由于差動(dòng)對(duì)的QN1、QP1動(dòng)作，因此Iout1＝I1。通過QP1和QP3的電流鏡，比較電路24的輸出電流被放大為N+1倍，比較電路24的輸出電流＝(N+1)Iout1＝(N+1)I1(N為QP1、QP3的電流鏡電流比)。
在輸出級(jí)電路23中，R1·(N+1)·I1＞Vbe(QP5)時(shí)，QP5導(dǎo)通，Iout2＝Is·exp{R1·(N+1)·I1/Vt}，從而Iout＝m·Is·exp{R1·(N+1)·I1/Vt}......(7)(Is晶體管的飽和電流Vt＝kT/q
k波爾茲曼常數(shù)q電子的基本電荷T絕對(duì)溫度m電流鏡QN5、QN6的電流比)，即Vo＝Lo。
在滯后電壓發(fā)生電路21中，Vth_L＝Vbe(D1)+I2·R3......(8)。I1·(R2+R3)變成滯后電壓。
此時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流由算式(7)決定。
根據(jù)算式(7)，通過本方式的結(jié)構(gòu)，可以將驅(qū)動(dòng)電路放大N+1項(xiàng)部分。即，指數(shù)部分(exp)內(nèi)的(N+1)項(xiàng)的部分，驅(qū)動(dòng)電流被放大exp(R1·N·I1/Vt)倍。此外，QP3僅在信號(hào)輸入時(shí)動(dòng)作，因此待機(jī)時(shí)消耗電流為I1。從而，使驅(qū)動(dòng)電流一定時(shí)，待機(jī)時(shí)消耗電流可降低為I1/(N+1)。即，將待機(jī)電流(恒流I1)從I1變更為I1/(N+1)(換言之，降低待機(jī)電流)時(shí)，算式(7)變?yōu)镮out＝m·ls·exp{R1·(N+1)·I1/(N+1)/Vt}＝m·ls·exp(R1·I1/Vt)，與算式(2)相同，可以供給與現(xiàn)有例相同的驅(qū)動(dòng)電流。從而，可以維持與現(xiàn)有例相同的驅(qū)動(dòng)電流(Iout一定)，同時(shí)降低待機(jī)時(shí)的消耗電流。
此時(shí)，光漏泄電流在QN1集電極、QP1、QP3基極發(fā)生，變成Ileak＝hfe(pnp)·{Ipd(npn)+(N+1)·Ipd(pnp)}......(9)hfe(pnp)PNPTr的晶體管的電流放大率Ipd(npn)NPNTr集電極擴(kuò)散中發(fā)生的光漏泄電流Ipd(pnp)PNPTr基極擴(kuò)散中發(fā)生的光漏泄電流。由于Ileak，在R1中發(fā)生壓降R1·Ileak。即，R1·Ileak＝R1·hfe(pnp)·{Ipd(npn)+(N+1)·Ipd(pnp)}。
該電壓降超過Vbe(QP5)，即R1·Ileak＞Vbe(QP5)，換言之，變成R1·hfe(pnp)·{Ipd(npn)+(N+1)·Ipd(pnp)}＞Vbe(QP5)......(10)時(shí)，QP5導(dǎo)通，Vo產(chǎn)生誤動(dòng)作。
從而，恒流I1原樣為I1，電阻R1的值設(shè)定為R1/(N+1)(即降低電阻值)時(shí)，算式(7)變成Iout＝m·Is·exp{R1/(N+1)·(N+1)·I1/Vt}＝m·Is·exp(R1·I1/Vt)，可以將驅(qū)動(dòng)電流值設(shè)定為與現(xiàn)有例的驅(qū)動(dòng)電流值(算式(2))相同的值。
將電阻R1降低為R1/(N+1)時(shí)，通過將由前述的表示R1·Ileak的算式將R1置換為R1/(N+1)，由于光漏泄電流而在電阻中發(fā)生的電壓降為R1/(N+1)·Ileak＝R1·hfe(pnp)·{Ipd(npn)/(N+1)+Ipd(pnp)}，在現(xiàn)有例中與通過光漏泄電流而在電阻中發(fā)生壓降的算式(5)(將漏泄電流設(shè)為Ileak0)比較時(shí)，變成R1·Ileak0-R1/(N+1)·Ileak＝R1·hfe(pnp)·Ipd(npn)·N/(N+1)，可知電壓降僅降低了這部分。從而，由于某一照度的干擾光而發(fā)生了光漏泄電流Ipd(npn)、Ipd(pnp)的情況下，與現(xiàn)有例相比，難以達(dá)到QP5導(dǎo)通而開始誤動(dòng)作的電壓，因此可以降低光漏泄電流的影響。
在實(shí)際的電路設(shè)計(jì)中，考慮待機(jī)時(shí)消耗電流、驅(qū)動(dòng)電流、光漏泄電流的影響，將I1、Iout、R1設(shè)定為任意的值。
敘述另一個(gè)的結(jié)構(gòu)例。圖5表示本方式的比較電路的具體的電路圖。圖6表示使用了上述比較電路的滯后比較電路。滯后比較電路具有滯后電壓比較電路31、電流電壓變換用電阻32、輸出級(jí)電路33、比較電路34。圖7表示使用了本方式的滯后比較電路的動(dòng)作波形。
本方式是輸入電壓Vin(在上升時(shí))大于等于閾值(Vth_H)時(shí)為通常模式的例子。
本方式與圖2的結(jié)構(gòu)相反，待機(jī)時(shí)(無信號(hào)時(shí))是Vin＞Vth_L(Vin下降時(shí))(時(shí)刻te、tg為止)，或Vin＞Vth_H(Vin上升時(shí))(時(shí)刻tf、th以后)、即圖7中Vin＞Vth的期間，
信號(hào)輸入時(shí)表示Vin＜Vth_L(Vin下降時(shí))(時(shí)刻te、tg以后)，或Vin＜Vth_H(Vin上升時(shí))(時(shí)刻tf、th為止)、即圖7中Vin＜Vth的期間。
本方式的滯后比較電路中，信號(hào)輸入時(shí)的Vth為Vth_H，待機(jī)時(shí)(無信號(hào)時(shí))的Vth為Vth_L。
比較電路34的輸入級(jí)為具有PNPTr和NPNTr的達(dá)林頓連接的差動(dòng)對(duì)，通過設(shè)置與第一PNPTr電流鏡連接的第三NPNTr而作為電流緩沖電路(放大電路)。
圖6的結(jié)構(gòu)為圖2的上下對(duì)稱的結(jié)構(gòu)。
說明本方式的滯后比較電路的動(dòng)作時(shí)，(i)待機(jī)時(shí)Vin＞Vth_H時(shí)由于差動(dòng)對(duì)的QP12、QN12動(dòng)作，因此Iout1＝0，輸出級(jí)電路33不動(dòng)作。從而Iout＝0，即Vo＝Lo。
在滯后電壓發(fā)生電路31中，成為Vth_L＝Vcc-{Vbe(D1)+I2·I3+I1·(R2+R3)}...(11)。
在該情況下，待機(jī)時(shí)消耗電流變成I1。
(ii)信號(hào)輸入時(shí)Vin＜Vth_H時(shí)(為了簡單，忽略了各晶體管的基極電流)由于差動(dòng)對(duì)的QP11、QN11、QN13動(dòng)作，因此Iout1＝I1。通過QP1和QP3的電流鏡，比較電路的輸出電流被放大為N+1倍，比較電路24的輸出電流＝(N+1)Iout1＝(N+1)I1(N為QN11、QN13的電流鏡電流比)。
在輸出級(jí)電路33中，R1·(N+1)·I1＞Vbe(QN15)時(shí)，QN15導(dǎo)通，Iout2＝Is·exp{R1·(N+1)·I1/Vt}，從而Iout＝m·Is·exp{R1·(N+1)·I1/Vt}......(12)(Is晶體管的飽和電流Vt＝kT/qk波爾茲曼常數(shù)q電子的基本電荷T絕對(duì)溫度m電流鏡QN5、QN6的電流比)，即Vo＝Hi。
在滯后電壓發(fā)生電路31中，變成Vth_H＝Vcc-{Vbe(D1)+I2·R3......(13)。I1·(R2+R3)變成滯后電壓。
此時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流由算式(12)決定。
根據(jù)算式(12)，通過本方式的結(jié)構(gòu)，可以將驅(qū)動(dòng)電路放大N+1項(xiàng)部分。即，指數(shù)部分(exp)內(nèi)的(N+1)項(xiàng)的部分，驅(qū)動(dòng)電流被放大exp(R1·N·I1/Vt)倍。此外，QN13僅在信號(hào)輸入時(shí)動(dòng)作，因此待機(jī)時(shí)消耗電流為I1。從而，使驅(qū)動(dòng)電流一定時(shí)，待機(jī)時(shí)消耗電流可降低為I1/(N+1)。即，將待機(jī)電流(恒流I1)從I1變更為I1/(N+1)(換言之，降低待機(jī)電流)時(shí)，算式(12)變成Iout＝m·Is·exp{R1·(N+1)·I1/(N+1)/Vt}＝m·Is·exp(R1·I1/Vt)，與算式(2)相同，可以供給與現(xiàn)有例相同的驅(qū)動(dòng)電流。從而，可以維持與現(xiàn)有例相同的驅(qū)動(dòng)電流(Iout一定)，同時(shí)降低待機(jī)時(shí)的消耗電流。
此時(shí)，光漏泄電流在QP11集電極發(fā)生，成為hfe(npn)·hfe(pnp)倍。QN11、QN13集電極中發(fā)生的部分不影響R1。即Ileak＝hfe(npn)·hfe(pnp)·Ipd(pnp)......(14)
hfe(npn)NPNTr的晶體管的電流放大率hfe(pnp)PNPTr的晶體管的電流放大率Ipd(pnp)PNPTr基極擴(kuò)散中發(fā)生的光漏泄電流。由于Ileak，在R1中發(fā)生電壓降R1·Ileak。即R1·Ileak＝R1·hfe(npn)·hfe(pnp)·Ipd(pnp)。
該壓降超過Vbe(QP5)，即R1·Ileak＞Vbe(QP5)，換言之，變成R1·hfe(pnp)·hfe(pnp)·Ipd(pnp)＞Vbe(QP5)......(15)時(shí)，QP5導(dǎo)通，Vo產(chǎn)生誤動(dòng)作。
從而，恒流I1原樣為I1，電阻R1的值設(shè)定為R1/(N+1)(即降低電阻值)時(shí)，算式(12)變成Iout＝m·Is·exp{R1/(N+1)·(N+1)·I1/Vt}＝m·Is·exp(R1·I1/Vt)，可以將驅(qū)動(dòng)電流值設(shè)定為與現(xiàn)有例的驅(qū)動(dòng)電流值(算式(2))相同的值。
將電阻R1降低為R1/(N+1)時(shí)，通過由前述的表示R1·Ileak的算式將R1置換為R1/(N+1)，光漏泄電流而在電阻中發(fā)生的電壓降變成R1/(N+1)·Ileak＝R1·hfe(npn)·hfe(pnp)·Ipd(pnp)/(N+1)，在現(xiàn)有例中與通過光漏泄電流而在電阻中發(fā)生壓降比較時(shí)，變成R1·Ileak-R1/(N+1)·Ileak＝R1·Ileak·N/(N+1)＝R1·hfe(pnp)·Ipd(npn)·N/(N+1)，可知電壓降僅降低了這部分。從而，由于某一照度的干擾光而發(fā)生了光漏泄電流Ipd(npn)、Ipd(pnp)的情況下，與現(xiàn)有例相比，難以達(dá)到QP5導(dǎo)通而開始誤動(dòng)作的電壓，因此可以降低光漏泄電流的影響。
下面敘述另一個(gè)結(jié)構(gòu)例。圖8表示本方式的比較電路。這是在圖2的結(jié)構(gòu)中，將QP1、QP2、QP3設(shè)為縱向型(vertical)PNP結(jié)構(gòu)(以下VPNP)的結(jié)構(gòu)。關(guān)于電路動(dòng)作，與圖2的情況同樣。
這里，敘述光漏泄電流的影響。
圖9表示VPNPTr的結(jié)構(gòu)，圖10表示VPNPTr的等效電路。BS、EM、CL分別是基極、發(fā)射極、集電極。以下同樣。S1是N型外延層的面積。S2是發(fā)射極面積。N型外延層和P型襯底層之間存在作為寄生PD的PDa，但在VPNPTr結(jié)構(gòu)的情況下，N型外延層僅提供電位(一般為Vcc)，光漏泄電流不影響Tr動(dòng)作?；鶚O擴(kuò)散(N)和發(fā)射極擴(kuò)散(P)之間也存在寄生PD，但由于基極擴(kuò)散面積小，因此與LPNPTr相比，非常小。從而，本結(jié)構(gòu)的光漏泄電流為Ileak＝hfe(pnp)·Ipd(npn)......(16)hfe(pnp)PNPTr的晶體管的電流放大率Ipd(npn)NPNTr集電極擴(kuò)散中發(fā)生的光漏泄電流，可以降低光漏泄電流的發(fā)生，并可以降低誤動(dòng)作。
下面敘述另一個(gè)結(jié)構(gòu)例。圖11表示本結(jié)構(gòu)的比較電路。這是在圖5的結(jié)構(gòu)中，將QP11、QP12設(shè)為VPNP結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。關(guān)于電路動(dòng)作，與圖2的情況同樣。
QP11由于是VPNP結(jié)構(gòu)而不發(fā)生光漏泄電流。QN11、QN13集電極中發(fā)生的部分不影響R1。從而，本結(jié)構(gòu)的光漏泄電流為Ileak＝0......(17)，可以降低光漏泄電流的發(fā)生，并可以降低誤動(dòng)作。
下面敘述另一個(gè)結(jié)構(gòu)例。圖12表示本結(jié)構(gòu)的比較電路。這是在圖2的結(jié)構(gòu)中，設(shè)有與作為差動(dòng)對(duì)的反側(cè)的第二PNPTr的QP2進(jìn)行電流鏡連接的第四PNPTr——QP4，使各個(gè)電流鏡電流比相等。
在圖2的情況下，僅差動(dòng)對(duì)的一側(cè)，PNPTr被放大N+1倍，因此，差動(dòng)對(duì)QN1、QN2中發(fā)生偏移電壓Vos。即Vbe＝Vt·ln(Ic/Is)(Vbe晶體管的基極-發(fā)射極電壓Vt＝kT/qk波爾茲曼常數(shù)q電子的基本電荷T絕對(duì)溫度Is晶體管的飽和電流
Ic晶體管的集電極電流)，各晶體管的Is、hfe(pnp)相等時(shí)，偏移電壓Vos為Vos＝Vbe(QN1)-Vbe(QN2)＝Vt·ln{(N+1)·I1/(hfe(pnp)·Is)}-Vt·ln{I1/(hfe(pnp)·Is)}＝Vt·ln(N+1)......(18)，發(fā)生偏移電壓。
另一方面，在圖12的情況下，為Vos＝Vbe(QN1)-Vbe(QN2)＝Vt·ln{(N+1)·I1/(hfe(pnp)·Is)}-Vt·ln{(N+1)·I1/(hfe(pnp)·Is)}＝Vt·ln1＝0......(19)，在沒有元件的不匹配的情況下，在理想上不發(fā)生偏移電壓(offset voltage)。
下面敘述另一個(gè)結(jié)構(gòu)例。圖13表示本結(jié)構(gòu)的比較電路。這是在圖5的結(jié)構(gòu)中，設(shè)有與作為差動(dòng)對(duì)的反側(cè)的第二NPNTr的QN12進(jìn)行電流鏡連接的第四PNPTr——QN14，使各個(gè)電流鏡電流比相等。
偏移電壓Vos成為Vos＝Vbe(QP11)-Vbe(QP12)＝Vt·ln{(N+1)·I1/(hfe(npn)·Is)}-Vt·ln{(N+1)·I1/(hfe(npn)·Is)}＝Vt·ln1＝0.......(20)，在沒有元件的不匹配的情況下，在理想上不發(fā)生偏移電壓。
此外，本實(shí)施方式的比較電路在輸入電壓上升時(shí)被輸入小于等于上升用的閾值Vth_H的輸入電壓時(shí)，以及在輸入電壓下降時(shí)被輸入小于等于下降用的閾值Vth_L的輸入電壓時(shí)為待機(jī)模式，在上述輸入電壓上升時(shí)被輸入大于上升用的閾值Vth_H的輸入電壓時(shí)，以及在上述輸入電壓下降時(shí)被輸入大于下降用的閾值Vth_L的輸入電壓時(shí)為通常模式。
根據(jù)上述，除了本實(shí)施方式的比較電流起到的效果之外，還可以以簡單的結(jié)構(gòu)，降低待機(jī)時(shí)消耗電流、增大驅(qū)動(dòng)電流、降低光漏泄電流的影響。
此外，本實(shí)施方式的比較電路也可以在輸入電壓上升時(shí)被輸入大于等于上升用的閾值Vth_H的輸入電壓時(shí)，以及在輸入電壓下降時(shí)被輸入大于等于下降用的閾值Vth_L的輸入電壓時(shí)為待機(jī)模式，在上述輸入電壓上升時(shí)被輸入小于上升用的閾值Vth_H的輸入電壓時(shí)，以及在上述輸入電壓下降時(shí)被輸入小于下降用的閾值Vth_L的輸入電壓時(shí)為通常模式。
根據(jù)上述，除了本實(shí)施方式的比較電流起到的效果之外，還可以以簡單的結(jié)構(gòu)，降低待機(jī)時(shí)消耗電流、增大驅(qū)動(dòng)電流、降低光漏泄電流的影響。
此外，本實(shí)施方式的比較電路也可以構(gòu)成為，上述放大電路具有與上述第二差動(dòng)對(duì)的第二PNP晶體管電流鏡連接的第四PNP晶體管，使上述第一、第二差動(dòng)對(duì)的電流鏡電流比相等。
根據(jù)上述，除了本實(shí)施方式的比較電流起到的效果之外，還可以降低差動(dòng)對(duì)的偏移電壓。
此外，本實(shí)施方式的比較電路中，放大電路也可以包括第一差動(dòng)對(duì)，輸入輸入電流，具有與第一PNP晶體管和第一NPN晶體管的達(dá)林頓連接；第二差動(dòng)對(duì)，輸入比較電路的閾值，具有與第二PNP晶體管和第二NPN晶體管的達(dá)林頓連接；以及第三NPN晶體管，與上述第一NPN晶體管電流鏡連接。
根據(jù)上述，除了本實(shí)施方式的比較電流起到的效果之外，還可以以簡單的結(jié)構(gòu)，降低待機(jī)時(shí)消耗電流、增大驅(qū)動(dòng)電流、降低光漏泄電流的影響。
此外，本實(shí)施方式的比較電路也可以構(gòu)成為，上述放大電路具有與上述第二差動(dòng)對(duì)的第二NPN晶體管進(jìn)行電流鏡連接的第四NPN晶體管，使上述第一、第二差動(dòng)對(duì)的電流鏡電流比相等。
根據(jù)上述，除了本實(shí)施方式的比較電流起到的效果之外，還可以降低差動(dòng)對(duì)的偏移電壓。
此外，本實(shí)施方式的比較電路中，上述PNP晶體管也可以為縱向型PNP結(jié)構(gòu)。
根據(jù)上述，上述PNP晶體管為縱向型PNP結(jié)構(gòu)。從而，除了本實(shí)施方式的比較電流起到的效果之外，還可以降低光漏泄電流的影響。
以上，本實(shí)施方式的比較電路也可以構(gòu)成為在本身的電流輸出級(jí)設(shè)置(連接)電流緩沖電路。由此，可以降低待機(jī)時(shí)消耗電流、增大驅(qū)動(dòng)電流、降低光漏泄電流的影響。
此外，本實(shí)施方式的比較電路也可以構(gòu)成為，將本身的輸入級(jí)設(shè)為具有與NPNTr和PNPTr的達(dá)林頓連接的差動(dòng)對(duì)，并設(shè)置與第一PNPTr進(jìn)行電流鏡連接的第三PNPTr，從而設(shè)為電流緩沖電路。由此，可以以簡單的結(jié)構(gòu)，降低待機(jī)時(shí)消耗電流、增大驅(qū)動(dòng)電流、降低光漏泄電流的影響。
此外，也可以構(gòu)成為設(shè)置與上述差動(dòng)對(duì)的反側(cè)的第二PNPTr電流鏡電解的第四PNPTr，使各個(gè)電流鏡電流比相等。由此，可以降低差動(dòng)對(duì)的偏移電壓。
此外，本實(shí)施方式的比較電路也可以構(gòu)成為，將本身的輸入級(jí)設(shè)為具有與PNPTr和NPNTr的達(dá)林頓連接的差動(dòng)對(duì)，并設(shè)置與第一NPNTr進(jìn)行電流鏡連接的第三NPNTr，從而形成電流緩沖電路。由此，可以以簡單的結(jié)構(gòu)，降低待機(jī)時(shí)消耗電流、增大驅(qū)動(dòng)電流、降低光漏泄電流的影響。
此外，也可以構(gòu)成為設(shè)置與上述差動(dòng)對(duì)的反側(cè)的第二NPNTr進(jìn)行電流鏡連接的第四NPNTr，使各個(gè)電流鏡電流比相等。由此，可以降低差動(dòng)對(duì)的偏移電壓。
此外，本實(shí)施方式的比較電路也可以構(gòu)成為將上述電流鏡的電流比設(shè)為1∶N。由此，可以使上述效果為N+1倍。
此外，本實(shí)施方式的比較電路也可以構(gòu)成為使上述PNPTr形成為VPNPTr結(jié)構(gòu)。由此，可以降低光漏泄電流的影響。
此外，也可以由本實(shí)施方式的比較電路、電流電壓變換用電阻R、輸出級(jí)電路、滯后電壓發(fā)生電路構(gòu)成滯后比較電路。由此，可以提供一種降低待機(jī)時(shí)消耗電流、增大驅(qū)動(dòng)電流、降低光漏泄電流的影響的滯后比較電路。
發(fā)明的詳細(xì)的說明項(xiàng)中進(jìn)行的具體的實(shí)施方式或?qū)嵤├吘褂糜谑贡景l(fā)明的技術(shù)內(nèi)容明確，不應(yīng)僅限定于這樣的具體例來狹義地解釋，但在本發(fā)明的精神和記載的發(fā)明權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以各種變更來實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種比較電路，根據(jù)輸入電壓和閾值的比較結(jié)果，取通常模式以及待機(jī)模式的其中一個(gè)，具有與各模式對(duì)應(yīng)的輸出電流值，其特征在于，該電路包括比較單元，在將待機(jī)模式時(shí)流過比較電路內(nèi)部的電流稱作待機(jī)電流時(shí)，比較上述輸入電壓和閾值，在其結(jié)果為待機(jī)模式時(shí)，輸出上述待機(jī)電流；以及放大電路，在通常模式時(shí)，放大并輸出從上述比較單元輸出的上述待機(jī)電流。
2.如權(quán)利要求1所述的比較電路，其特征在于，在上述輸入電壓上升時(shí)被輸入小于等于上升用的閾值Vth_H的輸入電壓時(shí)，以及在上述輸入電壓下降時(shí)被輸入小于等于下降用的閾值Vth_L的輸入電壓時(shí)為待機(jī)模式，在上述輸入電壓上升時(shí)被輸入比上升用的閾值Vth_H大的輸入電壓時(shí)，以及在上述輸入電壓下降時(shí)被輸入比下降用的閾值Vth_L大的輸入電壓時(shí)為通常模式。
3.如權(quán)利要求1所述的比較電路，其特征在于，在上述輸入電壓上升時(shí)被輸入大于等于上升用的閾值Vth_H的輸入電壓時(shí)，以及在上述輸入電壓下降時(shí)被輸入大于等于下降用的閾值Vth_L的輸入電壓時(shí)為待機(jī)模式，在上述輸入電壓上升時(shí)輸入比上升用的閾值Vth_H小的輸入電壓時(shí)，以及在上述輸入電壓下降時(shí)輸入比下降用的閾值Vth_L小的輸入電壓時(shí)為通常模式。
4.如權(quán)利要求1所述的比較電路，其特征在于，上述放大電路包括第一差動(dòng)對(duì)，被輸入上述輸入電壓，具有與第一NPN晶體管和第一PNP晶體管的達(dá)林頓連接；第二差動(dòng)對(duì)，被輸入比較電路的閾值，具有與第二NPN晶體管和第二PNP晶體管的達(dá)林頓連接；以及第三PNP晶體管，與上述第一PNP晶體管進(jìn)行電流鏡連接。
5.如權(quán)利要求4所述的比較電路，其特征在于，上述放大電路構(gòu)成為包括與上述第二差動(dòng)對(duì)的第二PNP晶體管進(jìn)行電流鏡連接的第四PNP晶體管，使上述第一、第二差動(dòng)對(duì)的電流鏡電流比相等。
6.如權(quán)利要求1所述的比較電路，其特征在于，上述放大電路包括第一差動(dòng)對(duì)，被輸入了輸入電壓，具有與第一PNP晶體管和第一NPN晶體管的達(dá)林頓連接；第二差動(dòng)對(duì)，被輸入比較電路的閾值，具有與第二PNP晶體管和第二NPN晶體管的達(dá)林頓連接；以及第三NPN晶體管，與上述第一NPN晶體管進(jìn)行電流鏡連接。
7.如權(quán)利要求6所述的比較電路，其特征在于，上述放大電路構(gòu)成為包括與上述第二差動(dòng)對(duì)的第二NPN晶體管進(jìn)行電流鏡連接的第四NPN晶體管，使上述第一、第二差動(dòng)對(duì)的電流鏡電流比相等。
8.如權(quán)利要求4所述的比較電路，其特征在于，上述PNP晶體管為縱向型PNP結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求5所述的比較電路，其特征在于，上述PNP晶體管為縱向型PNP結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求6所述的比較電路，其特征在于，上述PNP晶體管為縱向型PNP結(jié)構(gòu)。
11.如權(quán)利要求7所述的比較電路，其特征在于，上述PNP晶體管為縱向型PNP結(jié)構(gòu)。
12.一種紅外線遙控接收機(jī)，具有比較電路，該電路根據(jù)輸入電壓和閾值的比較結(jié)果，取通常模式以及待機(jī)模式的其中一個(gè)，具有與各模式對(duì)應(yīng)的輸出電流值，其特征在于，該接收機(jī)具有權(quán)利要求1～11的任何一項(xiàng)所述的比較電路。
全文摘要
本發(fā)明的比較電路包括比較單元以及電流緩沖電路，通常模式時(shí)，從上述比較單元輸出的待機(jī)電流由上述電流緩沖電路放大規(guī)定倍，在待機(jī)模式時(shí)，不放大從上述比較單元輸出的上述待機(jī)電流。
文檔編號(hào)G08C23/04GK1848680SQ20061007364
公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2006年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月14日
發(fā)明者竹內(nèi)升, 井上高廣 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社