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Contents：仕様を満たす簡単なコンパレータ回路設計例2

＜作者流の考え方の例＞
コンパレータ回路の電源電圧が1.8Vなので この回路を簡単に実現するためには1.8V以上の素子耐圧がある トランジスタを選択します。

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入力信号を基準電圧0.1Vで比較する必要があるので、
回路の入力部は差動対を選択します。

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また、入力信号が0v〜0.2vまで振れるので、 入力差動対の動作範囲は0v〜0.2vまでは最低限必要です。つまり、電源電圧1.8vに対し、入力信号は0vから動く ここがポイントです。というわけで、 差動対はPNPトランジスタを使ったダーリントン構成を 選択したいところです。でも、今回は条件として PNPトランジスタ2個以内があるため ダーリントン形式は使えません。それだけで4個PNPを使ってしまうからです。

では、PNPシングルの差動対で0から動く構成を考えます。

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例えば、PNP差動対をシングルにして抵抗で受ける形を選択します。これで差動対、入力段は決定しました。今のところ使った素子は PNPトランジスタ2個 抵抗1本です。
（差動対入力側は抵抗が無い形式にします。）

あと使える素子は NPNトランジスタ２個以内 抵抗2本以内です。出力段はエミッタ接地にせよという条件があったので 差動対の負荷抵抗をNPNトランジスタのベースで受け、 抵抗プルアップしたエミッタ接地にします。以上で完成です。

抵抗値や電流値は、その回路の許容回路電流値と 素子能力で決定していきます。


以上の考え方で組み立てた簡単な回路例は次のようになります。
（スピードなど、難しいことは考えていないので定数は任意の定数です。）


Fig.2 設計した回路例


NPNトランジスタ２個以内に対し１個 。
PNPトランジスタ2個以内に対し２個。
抵抗３本以内に対し２本 以上より要求は満たしました。


次にこの回路が要求仕様を満たすかシミュレーションで確認してみましょう。ただし、切り替わりが分かりやすいように入力0-0.2vパルスの立ち上がりと 立下りは若干なまらせています。


Fig.3 設計した回路のシミュレーション結果




Fig.4 要求仕様特性


Fig.3とFig.4を比較すると要求仕様を満たしていることが分かります。

以上、簡単な例を使って回路設計手順を考えてみましたが これ以外にもさまざまな方法で実現出来ますので、皆さんいろいろな形式を考えてみてください。



前回に続き、今回も、この手順を読んで分かると思いますが、 設計する場合、重要なのは、 如何に基本コンポーネントを理解し、使えるかということです。また、自分の中で、回路の引き出しを如何に多く持っているかということです。

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