一种电流比较器制造技术

本发明专利技术公开了一种电流比较器，包括顺次电联接的输入级、放大级和输出级，以及电流输入端、电源端、地端、输出端和偏置电压端；输入级，包括MOS管分压偏置电路和带有反馈的单级共源放大器，MOS管分压偏置电路用于将电流输入端输入的电流信号转换成电压信号，然后通过带有反馈的单级共源放大器提供一定电压增益后输出；放大级，包括单级差动放大器和两个串联的反相器，单级差动放大器用于将电流输入端处的电压信号和输入级输出的电压信号的差值放大，然后通过两个串联的反相器进一步放大后输出；输出级，包括施密特触发器，用于对放大级输出的电压信号整形，增强电路抗干扰能力。本发明专利技术具有结构简单、高精度和高抗干扰能力的特点。

A Current Comparator

The invention discloses a current comparator, which comprises an input stage, an amplifier stage and an output stage connected sequentially, as well as a current input terminal, a power supply terminal, a ground terminal, an output terminal and a bias voltage terminal; an input stage includes a MOS transistor voltage dividing bias circuit and a single-stage common source amplifier with feedback, and a MOS transistor voltage dividing bias circuit is used to convert the current signal input at the current input terminal into a voltage signal. The amplifier stage includes a single-stage differential amplifier and two series inverters. The single-stage differential amplifier is used to amplify the difference between the voltage signal at the input end of the current and the voltage signal at the output of the input stage. The output stage is further amplified by two series inverters. Including Schmidt trigger, which is used to shaping the voltage signal output from amplifier stage and enhance the anti-jamming ability of the circuit. The invention has the characteristics of simple structure, high precision and high anti-interference ability.

【技术实现步骤摘要】
一种电流比较器
本专利技术涉及集成电路设计领域，具体涉及一种电流比较器。
技术介绍
随着半导体集成电路技术的快速发展，片上系统已经得到了广泛的应用。电流比较器可以将模拟电流信号转换为数字信号，在大多数片上系统中都有电流比较器的身影；电流比较器的速度、精度、失调和延迟等指标对整个系统来说都是至关重要的。传统的电流比较器如图1所示，包括输入级和增益级，输入级采用MOS管M1～M8组成的电流镜结构，增益级由MOS管M9～M22组成的多级级联放大器构成。如图2所示为传统结构的电流比较器的精度仿真图。由于传统比较器增益级采用多级级联，且增益不够高，输出没有做抗干扰处理，因此存在延迟较大、精度低以及抗干扰能力差系列问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术解决的技术问题是克服现有方法的不足，提出一种结构简单、易于实现、高精度、抗干扰的电流比较器。为解决上述问题，本专利技术是通过以下技术手段实现的：一种电流比较器，其特征在于：包括顺次电联接的输入级、放大级和输出级，以及电流输入端IIN、电源端VDD、地端GND、输出端VOUT和偏置电压端VB；输入级，包括MOS管分压偏置电路和带有反馈的单级共源放大器，MOS管分压偏置电路用于将电流输入端IIN输入的电流信号转换成电压信号，然后通过带有反馈的单级共源放大器提供一定电压增益后输出；放大级，包括单级差动放大器和两个串联的反相器，单级差动放大器用于将电流输入端IIN处的电压信号和输入级输出的电压信号的差值放大，然后通过两个串联的反相器进一步放大后输出；输出级，包括施密特触发器，用于对放大级输出的电压信号整形，增强电路抗干扰能力。较优地，电流输入端IIN连接到MOS管分压偏置电路中MOS管的源极。作为输入级的一种具体的实施方式，其特征在于：包括NMOS管N1～N3和PMOS管P1～P3；其中，NMOS管N1、NMOS管N2、PMOS管P1、PMOS管P2构成带有反馈的单级共源放大器，PMOS管P3、NMOS管N3构成MOS管分压偏置电路；NMOS管N1的漏极和PMOS管P2、PMOS管P3的源极电联接，并同时电联接电源端VDD；NMOS管N1的源极、PMOS管P1的源极、NMOS管N2的栅极同时电联接到电流输入端IIN；NMOS管N1的栅极、PMOS管P1的栅极、NMOS管N2的漏极和PMOS管P2的漏极电联接，此连接点作为输入级的输出；PMOS管P3的栅极、漏极和NMOS管N3的栅极、漏极电联接，并同时电联接PMOS管P2的栅极；PMOS管P1的漏极、NMOS管N2～N3的源极电联接，并同时电联接地端GND。作为放大级的一种具体的实施方式，其特征在于：包括NMOS管N4～N8，PMOS管P4～P7；其中NMOS管N4～N6和PMOS管P4～P5构成单级差动放大器，NMOS管N7和PMOS管P6构成反相器，NMOS管N8和PMOS管P7构成反相器；PMOS管P4～P7的源极均电联接电源端VDD；PMOS管P4的栅极、漏极和NMOS管N4的漏极电联接，并同时电联接到PMOS管P5的栅极；NMOS管N4的栅极和电流输入端IIN电联接、NMOS管N5的栅极和输入级的输出电联接；NMOS管N4的源极、NMOS管N5的源极和NMOS管N6的漏极电联接；PMOS管P5的漏极、NMOS管N5的漏极、PMOS管P6的栅极和NMOS管N7的栅极电联接；NMOS管N6的栅极与偏置电压端VB电联接；NMOS管N6～N8的源极均电联接地端GND；PMOS管P6的漏极、NMOS管N7的漏极、PMOS管P7的栅极和NMOS管N8的栅极电联接；PMOS管P7的漏极和NMOS管N8的漏极电联接，此连接点作为放大级的输出。作为输出级的一种具体的实施方式，其特征在于：包括NMOS管N9～N11，PMOS管P8～P10；PMOS管P8、PMOS管P9、NMOS管N9、NMOS管N10的栅极电联接，并同时电联接到放大级的输出；PMOS管P8的源极和NMOS管N11的漏极电联接，并同时电联接电源端VDD；PMOS管P8的漏极、PMOS管P9的源极和PMOS管P10的源极电联接；PMOS管P9的漏极、NMOS管N9的漏极、NMOS管N11的栅极和PMOS管P10的栅极电联接，并同时电联接输出端VOUT；NMOS管N9的源极、NMOS管N10的漏极、NMOS管N11的源极电联接；NMOS管N10的源极和PMOS管P10的漏极电联接，并同时电联接到地端GND。较优地，PMOS管P1～P10的衬底均电联接电源端VDD，NMOS管的N1～N11的衬底均电联接地端GND。较优地，PMOS管P3与NMOS管N3的标准电压较其余的PMOS管和NMOS管高。与现有技术相比，本专利技术具有如下特点：1、输入级中包括共源放大器，能提高比较器增益；2、输入级中的共源放大器具备反馈功能，能增大增益，提高比较器的精度；3、输入级中的MOS管分压偏置电路可以选择标准电压较高的MOS管，从而可以减小电流，节省功耗；4、输入级采用差动放大器增大增益，能进一步提高比较器精度；5、输出级采用施密特触发器，能增强电路抗干扰能力，对输出信号进行整形。本专利技术所提的方案，其工作原理及理论分析在具体实施方式中进行详细说明，其有益效果为：(1)精度高，延迟小，电路结构简单；(2)抗干扰能力强。附图说明图1为传统结构的电流比较器的电路原理图；图2为传统结构的电流比较器的精度仿真图；图3为本专利技术的电路比较器的功能原理框图；图4为本专利技术实施例的电流比较器的电路原理图；图5为本专利技术实施例的电流比较器的精度仿真图。具体实施方式图3所示为本专利技术的电路比较器的功能原理框图，包括顺次电联接的输入级、放大级和输出级，以及电流输入端IIN、电源端VDD、地端GND、输出端VOUT和偏置电压端VB。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图4为本专利技术实施例的电流比较器的电路原理图，所述的电流比较器本体由PMOS管P1～P10和NMOS管N1～N11构成；其中，输入级，包括NMOS管N1～N3和PMOS管P1～P3；放大级，包括NMOS管N4～N8和PMOS管P4～P7；输出级，包括NMOS管N9～N11和PMOS管P8～P11；各电路组成连接关系为：N1、N2、P1、P2构成带有反馈的单级共源放大器，P3、N3构成MOS管分压偏置电路；N1的漏极和P2、P3的源极电联接，并同时电联接电源端VDD；N1的源极、P1的源极、N2的栅极同时电联接到电流输入端IIN，电联接到放大级N4的栅极；N1的栅极、P1的栅极、N2的漏极和P2的漏极电联接，此连接点作为输入级的输出，电联接到放大级N5的栅极；P3的栅极、漏极和N3的栅极、漏极电联接，并同时电联接P2的栅极；P1的漏极、N2～N3的源极电联接，并同时电联接地端GND。NMOS管N4～N6和PMOS管P4～P5构成单级差动放大器，NMOS管N7和PMOS管P6构成反相器，NMOS管N8和PMOS管P7构成反相器；P4～P7的源极均电联接电源端VDD；P4的栅极、漏极和N4的漏极电联接，并同时电联接到P5的栅极；N4的栅极和电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电流比较器，其特征在于：包括顺次电联接的输入级、放大级和输出级，以及电流输入端IIN、电源端VDD、地端GND、输出端VOUT和偏置电压端VB；输入级，包括MOS管分压偏置电路和带有反馈的单级共源放大器，MOS管分压偏置电路用于将电流输入端IIN输入的电流信号转换成电压信号，然后通过带有反馈的单级共源放大器提供一定电压增益后输出；放大级，包括单级差动放大器和两个串联的反相器，单级差动放大器用于将电流输入端IIN处的电压信号和输入级输出的电压信号的差值放大，然后通过两个串联的反相器进一步放大后输出；输出级，包括施密特触发器，用于对放大级输出的电压信号整形，增强电路抗干扰能力。

【技术特征摘要】
1.一种电流比较器，其特征在于：包括顺次电联接的输入级、放大级和输出级，以及电流输入端IIN、电源端VDD、地端GND、输出端VOUT和偏置电压端VB；输入级，包括MOS管分压偏置电路和带有反馈的单级共源放大器，MOS管分压偏置电路用于将电流输入端IIN输入的电流信号转换成电压信号，然后通过带有反馈的单级共源放大器提供一定电压增益后输出；放大级，包括单级差动放大器和两个串联的反相器，单级差动放大器用于将电流输入端IIN处的电压信号和输入级输出的电压信号的差值放大，然后通过两个串联的反相器进一步放大后输出；输出级，包括施密特触发器，用于对放大级输出的电压信号整形，增强电路抗干扰能力。2.根据权利要求1所述的电流比较器，其特征在于：电流输入端IIN连接到MOS管分压偏置电路中MOS管的源极。3.根据权利要求1所述的电流比较器，其特征在于：所述的输入级包括NMOS管N1～N3和PMOS管P1～P3；其中，NMOS管N1、NMOS管N2、PMOS管P1、PMOS管P2构成带有反馈的单级共源放大器，PMOS管P3、NMOS管N3构成MOS管分压偏置电路；NMOS管N1的漏极和PMOS管P2、PMOS管P3的源极电联接，并同时电联接电源端VDD；NMOS管N1的源极、PMOS管P1的源极、NMOS管N2的栅极同时电联接到电流输入端IIN；NMOS管N1的栅极、PMOS管P1的栅极、NMOS管N2的漏极和PMOS管P2的漏极电联接，此连接点作为输入级的输出；PMOS管P3的栅极、漏极和NMOS管N3的栅极、漏极电联接，并同时电联接PMOS管P2的栅极；PMOS管P1的漏极、NMOS管N2～N3的源极电联接，并同时电联接地端GND。4.根据权利要求1所述的电流比较器，其特征在于：所述的放大级包括NMOS管N4～N8，PMOS管P4～P7；其中NMOS管N4～N6和PMOS管P4～P5构成单级差动放大器，NMOS管N7和PMOS管P6构成...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶亮，朱智勇，郭启利，尹智群，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44