矩形波信号に適した位相検出器は排他的論理和(XOR)論理ゲートから作ることができる。比較する2つの信号が完全に同位相の場合、XORゲートの出力は0の一定レベルとなる。2つの信号の位相が1°異なる場合、XORゲートの出力はそれぞれのサイクルの1/180の間（2つの信号の値が異なるサイクルの部分）ハイになる。信号が180° 異なる、つまり一方の信号がローの時もう一方はハイで逆も同様である場合、XORゲートの出力は常にハイとなる。XOR検出器は90°の位相差近くでロックし、基準周波数の2倍の矩形波出力を持つという点でアナログミキサとよく比較される。矩形波のデューティサイクルは、結果として生じる位相差に比例して変化する。XORゲートの出力をローパスフィルタにあてることで2つの信号間の位相差に比例するアナログ電圧となる。これは対称的な矩形波もしくはそれに近い入力を必要とする。残りの特性はアナログミキサのキャプチャレンジ、ロック時間、基準スプリアス、ローパスフィルタの要求と非常によく似ている。デジタル位相検出器はサンプルホールド回路、チャージポンプやフリップフロップからなる論理回路を基に作ることもできる。論理ゲートを基にした位相検出器がPLLで使われる場合、入力信号の周波数がVCOの最初の周波数と実質的に異なる場合であってもVCOを素早く入力信号と同期させることができる。このような位相検出器は、比較される2つの信号の間にわずかな位相差しか存在しない場合により良い精度を持つなど、他にも望ましい特性を持つ。これは、デジタル位相検出器がXOR検出器と比べほぼ無限の引き込み範囲を持つからである。
位相同期回路の位相検出器は2種類に分類することができる。タイプI検出器はアナログ信号や方形波デジタル信号により動くように設計され、差周波数で出力パルスを生成する。タイプI検出器は常に出力波形を生成し、その出力波形は位相同期回路の電圧制御発振器(VCO)を制御するためにフィルタリングしなくてはならない。タイプII検出器は入力パルスと基準パルスのエッジの相対的なタイミングに対してのみ感度が高く、両方の信号が同じ周波数のときに位相差に比例した一定出力を生成する。この出力はVCOの制御電圧にリプルを生じさせない傾向がある。
位相検出器（いそうけんしゅつき、英：phase detector）または位相比較器（いそうひかくき、英：phase comparator）は2つの信号入力間の位相差を表す電圧信号を生成する周波数ミキサ、アナログ乗算器、論理回路。位相同期回路（英：PLL）に必要不可欠な構成部分である。位相差の検出はモーター制御、レーダーや電気通信システム、サーボ機構、復調器など多くの応用において極めて重要である。
元警官のショーン・ケイシーは33歳にしてニューヨーク市の検事となり、「法の下、万民は皆平等である」との信念を抱き、職務に邁進していた。そんな中、彼の敬愛する父で現職のニューヨーク市警刑事であるリアムが、かねてから追っていた麻薬密売組織のボスであるジョーダンの隠れ家を急襲した際に、ジョーダンに撃たれて瀕死の重傷を負ってしまう。この事態に地方検事局長モーガンスターンは、選挙対策としてのマスコミ向けのアピール目的に、ショーンにジョーダンの裁判を担当させることにする。やがてジョーダンはベテラン弁護士のヴィゴダと共に出頭し、裁判が始まるが、その過程でニューヨーク市警内部の腐敗が明らかになる。裁判には何とか勝ったものの、リアムもそれに関わっているのではないかという疑念がショーンを苦悩させてゆく。そんな中、体調を崩して選挙を降りたモーガンスターンの代わりにショーンは地方検事選挙に立候補することになる。ある日、ショーンはヴィゴタに呼び出され、地方検事に選ばれたら麻薬密売組織から金をもらっている悪徳警官を調べて欲しいと依頼される。ヴィゴタがそもそもジョーダンの弁護を引き受けたのも汚職を明らかにすることが目的であり、ジョーダン本人を弁護する気などなかったのだと言う。一方、元警官で麻薬の密売人だったとされるクラインホフの水死体が発見されたことから、地方検事局刑事部が捜査を始め、リアムの相棒刑事であるジョーイが捜査線上に浮上する。刑事部からの依頼でジョーイに接触したショーンはジョーイ本人と相棒のリアムの2人から潔白であるとの言葉を聞き、それを刑事部に報告する。選挙が行なわれ、ジョーダンを有罪に導いた功績を評価されたショーンは若くして地方検事となる。ショーンの指揮の下、悪徳警官に関する捜査は進み、5人の現職警官を起訴するに至るが、同時にショーンはジョーダンを逮捕する際に取っていたはずの逮捕状の原本が見つからないことに気付く。その件をリアムに確認するために父の家にやって来たショーンは、リアムとジョーイの3人で穏やかに夕飯を楽しんでいたが、食後になって、ジョーイが賄賂をもらっていたことを告白し、ショーンに司法取引を持ちかけると、更にジョーイを含めた8人の警官がジョーダンの殺害を企てていたことまでも告白する。ショーンがジョーイを激しく罵ると、ジョーイは家を出て行く。相棒が賄賂をもらっていたことを知らなかったリアムはショックを受ける。そんなリアムにショーンは逮捕状の件を問い質す。リアムは、逮捕状の期限が既に切れていたが、どうしてもジョーダンを逮捕するためにインペリテリ判事の署名を真似て逮捕状を捏造したことをショーンに告白する。ショーンは激しいショックを受ける。その夜、泥酔したジョーイは拳銃自殺する。それを知ったショーンはリアムの下に向かうが、リアムは既にインペリテリ判事の家を訪ね、逮捕状の捏造を告白していた。オフィスで父からの連絡を待っていたショーンは父が捏造した逮捕状をシュレッダーにかける。そこにインペリテリからショーンに電話が来る。インペリテリはリアムの目の前でジョーダンの逮捕状を逮捕時の日付で作成しながら、別の逮捕状を破棄するように言う。こうして逮捕状捏造事件は隠蔽される。常に正しくありたいと願うショーンは地方検事を辞めようとするが、それをヴィゴタが説得して引き止める。それから8ヶ月後、新人検事に対する初日の講義に地方検事として登壇したショーンは自分の経験をもとに新人たちに向けて検事としての心得を熱く説く。