高速模拟比较器制造技术

大体涉及电压转换的装置，包括被耦接以接收输入电压(121)和参考电压(122)的放大器(101)。第一和第二转换器(111、112)耦接至放大器(101)以接收偏置电压(102)。第一转换器包括第一跨导器(131)，其被耦接以接收偏置电压(102)从而调节第一尾电流，并且接收第一差分输入(117P、117M)。第一转换器(111)的第一逆变器(141)具有耦接输入到输出的第一反馈器件(145)，以提供第一跨阻抗放大器负载。第一逆变器(141)耦接至第一跨导器(131)。第二转换器(112)包括第二跨导器(132)，其被耦接以接收偏置电压(102)从而调节第二尾电流，并且接收第二差分输入(117P、117M)。第二转换器(112)的第二逆变器(142)具有耦接输入到输出的第二反馈器件(145)，以提供第二跨阻抗放大器负载。第二逆变器(142)耦接至第二跨导器(132)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
以下描述涉及集成电路器件(“IC”)。更具体地，以下描述涉及用于IC的高速模拟比较器。
技术介绍
模拟信号与更高频频率的应用更加相关，尤其是高速的信号处理应用。在一些模拟应用中，可能会使用传统的异步模拟比较器。然而，由于回转延迟(slewinglatency)，对于一些高速模拟应用而言，传统的模拟比较器太慢。此外，一些传统的异步模拟比较器可能具有高阻抗节点，这限制了电路的带宽。因此，能够克服与传统模拟比较器相关联的一个或多个上述限制的模拟比较器是满足需要并且有用的。
技术实现思路
一种大体涉及电压转换的装置。在该装置中，放大器被耦接以接收输入电压和参考电压，从而提供偏置电压。第一转换器和第二转换器被耦接至所述放大器以接收所述偏置电压。所述第一转换器包括第一跨导器和第一逆变器。所述第一跨导器被耦接至所述放大器，以接收所述偏置电压从而调整第一偏置电流，并且接收第一差分输入。所述第一逆变器具有第一反馈器件，所述第一反馈器件耦接所述第一逆变器的输入至输出，以提供第一跨阻抗放大器负载。所述第一逆变器被耦接至所述第一跨导器。所述第二转换器包括第二跨导器和第二逆变器。所述第二跨导器被耦接至所述放大器，以接收所述偏置电压从而调整第二偏置电流，并且接收第二差分输入。所述第二差分输入是具有相反极性的所述第一差分输入。所述第二逆变器具有第二反馈器件，所述第二反馈器件耦接所述第二逆变器的输入至输出，以提供第二跨阻抗放大器负载。所述第二逆变器被耦接至所述第二跨导器。一种大体涉及电压转换的异步模拟比较器。在该异步模拟比较器中，放大器被耦接以接收输入电压和参考电压，从而提供偏置电压。第一转换器和第二转换器被共同地耦接至所述放大器的输出端口以接收所述偏置电压。所述第一转换器包括：第一跨导器和第一逆变器。所述第一跨导器包括：第一电流源电路，其被耦接以接收所述偏置电压；第一差分输入电路，其被耦接至所述第一电流源电路；以及第一电流镜电路，其被耦接至所述第一差分输入电路。所述第一跨导器的所述第一差分输入电路具有第一输出节点。所述第一逆变器具有第一反馈器件，所述第一反馈器件串联耦接所述第一逆变器的输入至输出，以提供第一跨阻抗放大器负载。所述第二转换器包括：第二跨导器和第二逆变器。所述第二跨导器包括：第二电流源电路，其被耦接以接收所述偏置电压；第二差分输入电路，其被耦接至所述第二电流源电路；以及第二电流镜电路，其被耦接至所述第二差分输入电路。所述第二跨导器的所述第二差分输入电路具有第二输出节点。所述第二逆变器具有第二反馈器件，所述第二反馈器件串联耦接所述第二逆变器的输入至输出，以提供第二跨阻抗放大器负载。所述第二逆变器的第二输入节点被耦接至所述第二跨导器的所述第二输出节点。一种大体涉及电压转换的方法。在该方法中，输入电压和参考电压之间的值差被放大，以提供偏置电压。用所述偏置电压偏置第一跨导器和第二跨导器。第一差分输入被输入至所述第一跨导器。第二差分输入被输入至所述第二跨导器。所述第一差分输入是具有相反极性的所述第二差分输入。用所述第一跨导器生成与所述第一差分输入有关的第一电流，以用于将所述第一电流的一部分输入至第一跨阻抗放大器负载。用第二跨阻抗放大器负载生成与所述第二差分输入有关的第二电流，以用于输入至所述第二跨导器。从所述第一跨阻抗放大器负载输出第一输出电压。从所述第二跨阻抗放大器负载输出第二输出电压。通过考虑具体实施方式和权利要求，其它特征就会被意识到，具体如下。附图说明附图显示了示例性的装置和/或方法。然而，附图不能用于限制权利要求的范围，其仅能用于解释和理解。图1-1是描绘了示例性的异步模拟比较器和/或电平移位器的方框图；图1-2是描绘了示例性比较器的示意图；图1-3是描绘了另一示例性比较器的示意图/方框图；图2是描绘了示例性比较器的流程的流程图；图3是简化的方框图，其描绘了示例性的柱状的现场可编程门阵列(“FPGA”)架构。具体实施方式在下面的描述中，详述的许多具体细节对本申请中描述的具体实施例进行了更为透彻的描述。然而，本领域技术人员很显然可以在不使用所有下述具体细节的情况下实践这些实施例的一个或多个其它的实施例和/或变化。在其它实例中，没有详细描述众所周知的特征，以防止模糊本申请中的示例的描述。为了便于展示，在不同的图表中使用了相同的数字标号来指代相同的项目；然而，在可选的实施例中，这些项目可以不同。在描述在一些附图中示例性地描绘的实施例之前，提供了概述以助于进一步的理解。一般来说，模拟比较器是时钟驱动的或者是异步的。在下面额外详细地描述了异步模拟比较器。这种比较器可以被用于低延迟或低延时的异步应用。该比较器包括两个电压-电流-电压转换器，这两个转换器是彼此之间的复制，只不过差分输入的极性相反。每个电压-电流-电压转换器均包括具有跨导器(transconductor)，跨导器具有可调的尾电流级(“跨导级”)，跨导级后接有或者级联有跨阻抗放大器负载级(“跨阻级”)。跨导级的输出节点被耦接至跨阻级。偏置(biasing)会被提供至这种转换器以改善平衡，从而使得跨导级和跨阻级能够在不引入静态偏移(staticoffset)的情况下进行操作，这种平衡能够给比较器带来最理想的偏置或跳变点(trippoint)。每个转换器均包括跨导级和跨阻级，从而使得在平衡的情况下，在这些级之间的耦接节点内只存在很少甚至没有电流流动。然而，如果在这些级的输入中存在静态偏移，那么偏置的情况继续保持，就好像这种静态偏移不存在一样。这种跨阻级实际上是一种跳变点偏置的逆变器，其可以具有低阻抗输入，因为电流反馈被用于耦接这种跨阻级的输入和输出。偏置电压或偏置电流可以被用于将转换器平衡至该跳变点。沿着该思路，描述了一种用于高速信号处理的电路。在一种实现方式中，该电路可以被用作异步模拟比较器。该比较器可以包括两个电压-电流-电压转换器或者增益级，其结合有具有平衡的偏置反馈回路，并且被耦接以取消静态偏移。通过组合两个电压-电流-电压转换器，这两个转换器的输入端子的极性彼此相反并且具有偏置控制回路，在经受任何线性限制(linearitylimits)的情况下，不管差分输入信号是否平衡，在最优的偏置或跳变点上，CMOS兼容的输出级可以被维持。因此，具有快速响应时间的电路可以被使用，从而为异步电路带来低回转延迟(slewinglatency)。将上面的一般理解记在脑中，下面大体描述了用于异步模拟比较器的各种配置。图1-1是描绘了示例性异步模拟比较器和/或电平移位器100的方框图。为了更加清楚，并且只是出于示例而非限制目的，异步模拟比较器和/或电平移位器100被进一步描述成“比较器”100。比较器100可以是差分模拟比较器。比较器100可以被耦接以接收差分输入117，差分输入117包括正-侧(plus-side)或正-轨道(plus-rail)的输入电压117P，以及负-侧(minus-side)或负-轨道(minus-rail)的输入电压117M。比较器100可以是平衡的、低延迟的比较器，如下额外详细的描述。然而，更普遍地，这种比较器100可以被用在各种模拟信号处理应用中，包括但不限于高速无线和有线通信。比较器100，或者它的电路拓扑结构，可以被用于高速电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：放大器，其被耦接以接收输入电压和参考电压，从而提供偏置电压；第一转换器和第二转换器，其被耦接至所述放大器以接收所述偏置电压；其中所述第一转换器包括：第一跨导器，其被耦接至所述放大器以接收所述偏置电压，从而调整第一偏置电流，并且接收第一差分输入；第一逆变器，其具有第一反馈器件，所述第一反馈器件耦接所述第一逆变器的输入至输出，以提供第一跨阻抗放大器负载；其中所述第一逆变器被耦接至所述第一跨导器；并且其中所述第二转换器包括：第二跨导器，其被耦接至所述放大器以接收所述偏置电压，从而调整第二偏置电流，并且接收第二差分输入；其中所述第二差分输入是具有相反极性的所述第一差分输入；第二逆变器，其具有第二反馈器件，所述第二反馈器件耦接所述第二逆变器的输入至输出，以提供第二跨阻抗放大器负载；其中所述第二逆变器被耦接至所述第二跨导器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.07 US 14/324,8581.一种装置，包括：放大器，其被耦接以接收输入电压和参考电压，从而提供偏置电压；第一转换器和第二转换器，其被耦接至所述放大器以接收所述偏置电压；其中所述第一转换器包括：第一跨导器，其被耦接至所述放大器以接收所述偏置电压，从而调整第一偏置电流，并且接收第一差分输入；第一逆变器，其具有第一反馈器件，所述第一反馈器件耦接所述第一逆变器的输入至输出，以提供第一跨阻抗放大器负载；其中所述第一逆变器被耦接至所述第一跨导器；并且其中所述第二转换器包括：第二跨导器，其被耦接至所述放大器以接收所述偏置电压，从而调整第二偏置电流，并且接收第二差分输入；其中所述第二差分输入是具有相反极性的所述第一差分输入；第二逆变器，其具有第二反馈器件，所述第二反馈器件耦接所述第二逆变器的输入至输出，以提供第二跨阻抗放大器负载；其中所述第二逆变器被耦接至所述第二跨导器。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一反馈器件和第二反馈器件分别包括第一电阻器和第二电阻器。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一电阻器和第二电阻器彼此之间至少大约相同，并且均大于大约10000欧姆。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一反馈器件和第二反馈器件分别包括第一晶体管和第二晶体管，并且所述第一晶体管和第二晶体管中的每一个均在其线性区域内操作。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括：第三逆变器和第四逆变器，其分别被耦接至所述第一逆变器的第一输出端口和所述第二逆变器的第二输出端口。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其中：所述第一跨导器和第二跨导器被偏置在第一电源电压和地之间；所述第一逆变器和第二逆变器被偏置在第二电源电压和所述地之间；并且所述第一电源电压和所述第二电源电压处于不同的电压电平。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其中：所述第一跨导器和第二跨导器被偏置在第一电源电压和地之间；所述第一逆变器和第二逆变器被偏置在第二电...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·凯里，T·马拉德，M·史密斯，J·哈德纳，
申请(专利权)人：赛灵思公司，
类型：发明
国别省市：美国;US