自带失调消除的抗电源噪声比较器制造技术

本实用新型专利技术提供一种自带失调消除的抗电源噪声比较器，包括：第一开关电路，采样阶段短接差分输入放大级的输入端；差分输入放大级，将第一开关电路的输出信号差分放大；第二开关电路，采样阶段将负载电路的输出传输至差分输入辅助放大级，比较阶段将负载电路的输出端与差分输入辅助放大级断开；差分输入辅助放大级，采样阶段采样得到失调电压，比较阶段将失调电压转化为偏置电流；负载电路，输入端同时连接差分输入放大级及差分输入辅助放大级，输出比较结果。本实用新型专利技术在自动消除比较器输入失调的同时通过将输入级、辅助输入级都设计为完全对称的电路结构从而抑制电源噪声对比较器的影响，具有抗干扰能力强、适应性和可靠性高等优点。

【技术实现步骤摘要】
自带失调消除的抗电源噪声比较器
本技术涉及集成电路设计领域，特别是涉及一种自带失调消除的抗电源噪声比较器。
技术介绍
随着集成电路的普及以及人们社会生活的提升，对精确需求日益提升。如高价值贵金属的测量中，高速高精度的ADC(AnalogtoDigitalConverter，模数转换器)需求日益增长；5G通讯中，宽带解调都需要高精度比较器的参与；大功率电源中的过流过压保护，也是高精度抗干扰比较器的应用场合；数据中心设备中的各个供电环节的电流电压检测，也离不开高精度抗干扰的比较器的应用。如图1所示，现有技术中，现有技术过分依赖于电源VDD的1/2(即1/2VDD)作为参考电压进行比较，因此，ADC或比较器在抗电源噪声方面有较大的不足。当然，随着差分比较器的引入，可以很好地规避电源噪声的影响，但会引入数字处理技术和各种逻辑处理工作，电路的难度和复杂度增加。因此，如何用简单实用的电路规避电源噪声的影响、提高比较器的精度，已成为本领域技术人员乐于深入研究的问题之一。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种自带失调消除的抗电源噪声比较器，用于解决现有技术中比较器抗电源噪声能力弱、精度低等问题。为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种自带失调消除的抗电源噪声比较器，所述自带失调消除的抗电源噪声比较器至少包括：第一开关电路、差分输入放大级、第二开关电路、差分输入辅助放大级及负载电路；所述第一开关电路连接所述差分输入放大级的输入端，在采样阶段所述第一开关电路将所述差分输入放大级的差分输入端短接，在比较阶段所述第一开关电路将输入信号连接至所述差分输入放大级的差分输入端；所述差分输入放大级接收所述第一开关电路的输出信号，并进行差分放大后输出；所述第二开关电路连接所述负载电路的输出端，在采样阶段将所述负载电路的输出信号传输至所述差分输入辅助放大级，在比较阶段将所述负载电路的输出端与所述差分输入辅助放大级断开；所述差分输入辅助放大级的差分输入端分别连接所述第二开关电路的输出端及一参考信号，在采样阶段所述差分输入辅助放大级采样得到所述自带失调消除的抗电源噪声比较器的失调电压，在比较阶段所述差分输入辅助放大级将采集到的失调电压与所述参考信号进行比较并转化为所述负载电路的偏置电流；所述负载电路的输入端同时连接所述差分输入放大级及所述差分输入辅助放大级的输出端，用于输出比较结果。可选地，所述差分输入放大级为折叠式共栅-共栅结构。更可选地，所述差分输入放大级包括第一、第二、第三三极管以及第一、第二、第三MOS管；所述第一三级管的发射极连接所述第一开关电路的第一输出端，集电极连接所述第一MOS管的源极；所述第二三级管的发射极连接所述第一开关电路的第二输出端，集电极连接所述第二MOS管的源极；所述第一MOS管及所述第二MOS管的漏极作为所述差分输入放大级的差分输出端；所述第三MOS管的漏极和栅极连接偏置电流，并连接至所述第一MOS管及所述第二MOS管的栅极，所述第三MOS管的源极连接所述第三三极管的集电极；所述第三三极管的基极与集电极连接，并连接至所述第一三极管及所述第二三极管的基极，所述第三三极管的发射极连接所述第二三极管的发射极。更可选地，所述第一、第二、第三三极管分别替换为第四、第五、第六MOS管。更可选地，所述第一开关电路包括第一开关及第二开关；所述第一开关的一端接收第一输入信号，另一端作为所述第一开关电路的第一输出端；所述第二开关的一端连接第二输入信号并作为所述第一开关电路的第二输出端，另一端连接所述第一开关电路的第一输出端；采样阶段，所述第一开关关断，所述第二开关导通；比较阶段，所述第一开关导通，所述第二开关关断。可选地，所述差分输入放大级为折叠式共基-共栅结构。可选地，所述差分输入放大级包括第七、第八MOS管及电流源；所述第七MOS管及所述第八MOS管的源极经由所述电流源接地；所述第七MOS管的栅极连接所述第一开关电路的第一输出端，所述第八MOS管的栅极连接所述第一开关电路的第二输出端，所述第七MOS管及所述第八MOS管的漏极作为所述差分输入放大级的差分输出端。更可选地，所述第一开关电路包括第三开关、第四开关及第五开关；所述第三开关的一端接收第一输入信号，另一端作为所述第一开关电路的第一输出端；所述第四开关的一端接收第二输入信号，另一端作为所述第一开关电路的第二输出端；所述第五开关串联于所述第一开关电路的第一输出端与第二输出端之间；采样阶段，所述第三开关及所述第四开关关断，所述第五开关导通；比较阶段，所述第三开关及所述第四开关导通，所述第五开关关断。可选地，所述差分输入辅助放大级为折叠式共源-共栅结构。更可选地，所述差分输入辅助放大级包括第九、第十、第十一、第十二MOS管，电阻及电容；所述第九MOS管的栅极接收所述参考信号，源极连接所述第十MOS管的漏极；所述第十MOS管的栅极连接第一偏置电压，源极接地；所述第十一MOS管的栅极连接所述第二开关电路的输出端，源极连接所述第十二MOS管的漏极；所述第十二MOS管的栅极连接所述第一偏置电压，源极接地；所述电容的一端连接所述第十一MOS管的栅极，另一端接地；所述电阻连接于所述第九MOS管与所述第十一MOS管的源极之间；所述第九MOS管及所述第十一MOS管的漏极作为所述差分输入辅助放大级的差分输出端。更可选地，所述负载电路包括第十三、第十四、第十五、第十六、第十七、第十八、第十九及第二十MOS管；所述第十三MOS管的源极连接电源，漏极连接所述第十四MOS管的源极；所述第十四MOS管的漏极连接所述第十五MOS管的漏极；所述第十五MOS管的源极连接所述第十六MOS管的漏极；所述第十六MOS管的源极接地；所述第十七MOS管的源极连接电源，漏极连接所述第十八MOS管的源极；所述第十八MOS管的漏极连接所述第十九MOS管的漏极；所述第十九MOS管的源极连接所述第二十MOS管的漏极；所述第二十MOS管的源极接地；所述第十三MOS管及所述第十七MOS管的栅极连接第二偏置电压，所述第十四MOS管及所述第十八MOS管的栅极连接第三偏置电压，所述第十五MOS管及所述第十九MOS管的栅极连接第四偏置电压，所述第十六MOS管及所述第二十MOS管的栅极连接所述第二十MOS管的漏极；所述第十三MOS管及所述第十七MOS管的漏极分别作为所述负载电路的差分输入端，所述第十四MOS管与所述第十五MOS管的连接节点作为所述负载电路的输出端。更可选地，所述自带失调消除的抗电源噪声比较器还包括连接于所述负载电路输出端的输出级。更可选地，所述输出级包括第二十一、第二十二及第二十三MOS管；所述第二十一MOS管的源极连接所述电源，栅极连接所述第二偏置电压，漏极连接所述第二十二MOS管的源极；所述第二十二MOS管的栅极连接所述第三偏置电压，漏极连接所述第二十三MOS管的漏极并作为所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自带失调消除的抗电源噪声比较器，其特征在于，所述自带失调消除的抗电源噪声比较器至少包括：/n第一开关电路、差分输入放大级、第二开关电路、差分输入辅助放大级及负载电路；/n所述第一开关电路连接所述差分输入放大级的输入端，在采样阶段所述第一开关电路将所述差分输入放大级的差分输入端短接，在比较阶段所述第一开关电路将输入信号连接至所述差分输入放大级的差分输入端；/n所述差分输入放大级接收所述第一开关电路的输出信号，并进行差分放大后输出；/n所述第二开关电路连接所述负载电路的输出端，在采样阶段将所述负载电路的输出信号传输至所述差分输入辅助放大级，在比较阶段将所述负载电路的输出端与所述差分输入辅助放大级断开；/n所述差分输入辅助放大级的差分输入端分别连接所述第二开关电路的输出端及一参考信号，在采样阶段所述差分输入辅助放大级采样得到所述自带失调消除的抗电源噪声比较器的失调电压，在比较阶段所述差分输入辅助放大级将采集到的失调电压与所述参考信号进行比较并转化为所述负载电路的偏置电流；/n所述负载电路的输入端同时连接所述差分输入放大级及所述差分输入辅助放大级的输出端，用于输出比较结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种自带失调消除的抗电源噪声比较器，其特征在于，所述自带失调消除的抗电源噪声比较器至少包括：
第一开关电路、差分输入放大级、第二开关电路、差分输入辅助放大级及负载电路；
所述第一开关电路连接所述差分输入放大级的输入端，在采样阶段所述第一开关电路将所述差分输入放大级的差分输入端短接，在比较阶段所述第一开关电路将输入信号连接至所述差分输入放大级的差分输入端；
所述差分输入放大级接收所述第一开关电路的输出信号，并进行差分放大后输出；
所述第二开关电路连接所述负载电路的输出端，在采样阶段将所述负载电路的输出信号传输至所述差分输入辅助放大级，在比较阶段将所述负载电路的输出端与所述差分输入辅助放大级断开；
所述差分输入辅助放大级的差分输入端分别连接所述第二开关电路的输出端及一参考信号，在采样阶段所述差分输入辅助放大级采样得到所述自带失调消除的抗电源噪声比较器的失调电压，在比较阶段所述差分输入辅助放大级将采集到的失调电压与所述参考信号进行比较并转化为所述负载电路的偏置电流；
所述负载电路的输入端同时连接所述差分输入放大级及所述差分输入辅助放大级的输出端，用于输出比较结果。


2.根据权利要求1所述的自带失调消除的抗电源噪声比较器，其特征在于：所述差分输入放大级为折叠式共栅-共栅结构。


3.根据权利要求2所述的自带失调消除的抗电源噪声比较器，其特征在于：所述差分输入放大级包括第一、第二、第三三极管以及第一、第二、第三MOS管；
所述第一三极管的发射极连接所述第一开关电路的第一输出端，集电极连接所述第一MOS管的源极；所述第二三极管的发射极连接所述第一开关电路的第二输出端，集电极连接所述第二MOS管的源极；所述第一MOS管及所述第二MOS管的漏极作为所述差分输入放大级的差分输出端；
所述第三MOS管的漏极和栅极连接偏置电流，并连接至所述第一MOS管及所述第二MOS管的栅极，所述第三MOS管的源极连接所述第三三极管的集电极；所述第三三极管的基极与集电极连接，并连接至所述第一三极管及所述第二三极管的基极，所述第三三极管的发射极连接所述第二三极管的发射极。


4.根据权利要求3所述的自带失调消除的抗电源噪声比较器，其特征在于：所述第一、第二、第三三极管分别替换为第四、第五、第六MOS管。


5.根据权利要求2～4任意一项所述的自带失调消除的抗电源噪声比较器，其特征在于：所述第一开关电路包括第一开关及第二开关；所述第一开关的一端接收第一输入信号，另一端作为所述第一开关电路的第一输出端；所述第二开关的一端连接第二输入信号并作为所述第一开关电路的第二输出端，另一端连接所述第一开关电路的第一输出端；采样阶段，所述第一开关关断，所述第二开关导通；比较阶段，所述第一开关导通，所述第二开关关断。


6.根据权利要求1所述的自带失调消除的抗电源噪声比较器，其特征在于：所述差分输入放大级为折叠式共基-共栅结构。


7.根据权利要求6所述的自带失调消除的抗电源噪声比较器，其特征在于：所述差分输入放大级包括第七、第八MOS管及电流源；
所述第七MOS管及所述第八MOS管的源极经由所述电流源接地；所述第七MOS管的栅极连接所述第一开关电路的第一输出端，所述第八MOS管的栅极连接所述第一开关电路的第二输出端，所述第七MOS管及所述第八MOS管的漏...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢锋民，肖川，
申请(专利权)人：上海汇瑞半导体科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31