[发明专利]电压识别装置以及时钟控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种识别电压的大小的电压识别装置以及具备该电压识别装置的时钟用控制装置。

背景技术

秒针、分针以及时针等时钟的针(以下，称为“指针”。)受到由电动机生成的驱动力而进行动作。指针动作的控制是使用时钟用LSI(Large Scale Integration：大规模集成电路)来进行的。时钟用LSI为了以最小的功率使指针转动，从对电动机开始供给驱动用电流起，在规定时间(例如，数ms)后，暂时切断对电动机的电流供给。此时，如果指针转动，则从电动机产生反向电压，如果指针未转动，则不产生反向电压。当指针未转动时，需要再次更长时间地向电动机供给电流。而且，时钟用LSI为了继续控制指针的动作，需要识别指针是否转动。作为识别指针是否转动的方法，已知识别从电动机产生的反向电压的大小的方法。

如果在识别反向电压的大小时成为比较对象的阈值比当初预定的值低，则有时因噪声而导致发生错误识别。即，尽管指针未转动，时钟用LSI却识别为指针已转动。因此，不会再次向电动机供给驱动用电流，其结果，产生指针不转动的问题。相反地，如果阈值比当初预定的值高，则尽管指针已转动，时钟用LSI却识别为指针未转动。因此，再次向电动机供给多余的驱动用电流，其结果，产生消耗电流增大的问题。因此，在识别反向电压的大小时作为比较对象的阈值，需要设定为最佳值(当初预定的值的容许范围)。再有，根据所使用的电动机的不同，该最佳值也会发生变化。

图8示出了搭载于时钟上的、为了识别反向电压的大小而使用的NAND电路100的结构的一个例子。如同图所示，NAND电路100构成为包含P沟道型MOS场效应晶体管(以下，称为“PMOS晶体管”。)104、106以及N沟道型MOS场效应晶体管(以下，称为“NMOS”晶体管。)108、110。此外，NAND电路100具备：由电源施加电源电压的电压线VDD、被施加用于选择性地切换PMOS晶体管106以及NMOS晶体管108各自的导通状态和截止状态的电压的使能线EN、被施加相当于对反向电压的大小和阈值进行比较而得到的比较结果的电压的输出端子112。在像这样构成的NAND电路100中，在其电源与时钟用LSI的电源共用的情况下，通过配合所使用的电源(例如电池)以及电动机102来调整PMOS晶体管104以及NMOS晶体管108各自的栅极长度以及栅极宽度，从而调整阈值。

但是，随着时钟小型化的推进，例如，需要配合电池个数的减少或太阳能电池板个数的减少而造成的发电电压大小的降低、或使用可充电的小型2次电池而造成的时钟用LSI的电源电压的降低来使阈值对应于较宽的电源电压范围。因此，像NAND电路100那样，由于将其电源与时钟用LSI的电源共用，故产生阈值依赖于电源电压的大小的问题。在现有的NAND电路100中，为了将阈值设定成接近于电源电压的大小的值，需要通过使PMOS晶体管104的栅极宽度变大，从而使PMOS晶体管104中的流过电流的能力变大，并且，通过使NMOS晶体管108的栅极长度变大，从而使NMOS晶体管108中的流过电流的能力变小，大幅度地提高在PMOS晶体管104和NMOS晶体管108之间的流过电流的能力之比，存在导致电路面积增大的问题。

因此，为了抑制电路面积的增大，本发明者研究了作为一个例子应用了图9中示出的NAND电路100A以取代NAND电路100。在NAND电路100A中，利用调节器（regulator）114，将由电源向电压线VDD施加的电源电压恒压化，将该被恒压化而得到的基准电压施加于电压线VSH。由此，能够向VSH供给不依赖于电源电压的基准电压，实现了具备不依赖于电源电压的阈值的NAND电路。

但是，在应用了NAND电路100A的情况下，由于近年来时钟用LSI的进一步小型化的要求导致难以在调节器114内应用具备充分容量的电容元件，因此，当由于在电压线VSH(调节器114的输出侧)没有充分容量的电容器而向PMOS晶体管104及NMOS晶体管108的各栅极端子施加反向电压时，产生如下问题：在NAND电路100A中产生直通电流，调节器114的输出瞬间降低，与此相伴地阈值也降低。