比较器电路制造技术

本发明专利技术公开了一种比较器电路，包括：输入级电路，接收第一输入电压以及第二输入电压，用于将所述第一输入电压和所述第二输入电压比较，并将比较信号提供至第一节点；输出级电路，与所述第一节点连接，用于根据所述第一节点的电位产生输出电压信号；限流钳位电路，与所述输出级电路连接，用于在所述输出电压信号为逻辑高电平时，将所述输出级电路的第一静态电流限制在预设电流，从而提供一种响应速度快且功耗低的比较器电路。且功耗低的比较器电路。且功耗低的比较器电路。

【技术实现步骤摘要】
比较器电路


[0001]本专利技术涉及集成电路
，特别涉及一种比较器电路。

技术介绍

[0002]比较器电路是一种常用的信号处理电路，能够将输入电压与参考电压进行比较，并将比较的结果输出，其输出的结果有逻辑高电平和逻辑低电平两种状态。在自动控制及自动测量系统中，常常将比较器电路应用于越限报警、模数转换以及各种非正弦波的产生和变化等，因而比较器电路广泛应用于通信、PC、消费、汽车和工业等领域。
[0003]许多应用场景下对比较器电路的响应速度有一定要求，例如在模数转换器中，比较器电路的性能能够决定模数转换器整体性能的优劣。现有技术大多采用增加功耗的方法提高比较器电路的响应速度，不仅限制了比较器电路的应用场景，还增加电路或者系统的整体功耗。
[0004]因此，期待一种改进的比较器电路，能够解决现有技术中响应速度快和功耗低不可兼得的问题。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种响应速度快且功耗低的比较器电路。
[0006]根据本专利技术的一方面，提供一种比较器电路，包括：输入级电路，接收第一输入电压以及第二输入电压，用于将所述第一输入电压和所述第二输入电压比较，并将比较信号提供至第一节点；输出级电路，与所述第一节点连接，用于根据所述第一节点的电位产生输出电压信号；限流钳位电路，与所述输出级电路连接，用于在所述输出电压信号为逻辑高电平时，将所述输出级电路的第一静态电流限制在预设电流。
[0007]可选地，所述输出电压信号为逻辑高电平时，所述预设电流与所述限流钳位电路的第二静态电流之比为n。
[0008]可选地，所述输入级电路包括：第一电流源，所述第一电流源的第一端与电源电压连接；跨导放大器，所述跨导放大器的正电源端与所述第一电流源的第二端连接，两输入端分别接收所述第一输入电压以及所述第二输入电压，输出端将与所述第一输入电压和所述第二输入电压相关的比较信号提供至所述第一节点。
[0009]可选地，所述输出级电路包括：第二电流源，所述第二电流源的第一端与电源电压连接；第一晶体管，连接于所述第二电流源和地之间，所述第一晶体管的控制端连接至所述第一节点，其中，所述第二电流源与所述第一晶体管之间的公共节点用于产生所述输出电压信号。
[0010]可选地，所述限流钳位电路包括：第三电流源，其第一端与所述电源电压连接；第二晶体管，连接于所述第三电流源的第二端和所述第一节点之间，所述第二晶体管的控制端与偏置电压连接；以及第三晶体管，连接于所述第三电流源的第二端和地之间，所述第三晶体管的控制端与所述第一节点连接。
[0011]可选地，所述预设电流与所述第二静态电流之比等于所述第一晶体管的晶体管尺寸与所述第三晶体管的晶体管尺寸之比。
[0012]可选地，所述第二晶体管主要用于将所述第一节点的电位钳位于所述第一晶体管的栅源电压。
[0013]可选地，可通过调整所述第三电流源的大小和/或所述第一晶体管的晶体管尺寸与所述第三晶体管的晶体管尺寸之比改变所述预设电流。
[0014]可选地，所述第一晶体管和所述第三晶体管选自N型场效应管，所述第二晶体管选自P型场效应管。
[0015]综上，本专利技术实施例的比较器电路通过增加第三电流源能够加快比较器电路输出端的充放电速度，令比较器电路的输出电压信号能够快速响应第一输入电压和第二输入电压的变化从而翻转。进一步地，增加第一电流源以及第二晶体管，使第二晶体管、第三晶体管和第一电流源形成限流环，使得流经第三晶体管的电流与流经第二晶体管的电流之比为n，最终比较电路的静态电流与第三电流源无关，在提高比较器电路的响应速度的同时，没有增加额外功耗，实现了一种响应速度快且功耗低的比较器电路。
[0016]可选地，第一晶体管导通后，将比较信号钳位在栅源电压附近，当第一输入电压大于第二输入电压时，比较信号的电平从第三晶体管的栅源电压开始上升，使输出电压的翻转更快，进一步提高比较器电路的响应速度。
附图说明
[0017]通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
[0018]图1示出了根据现有技术的比较器电路的电路结构图；
[0019]图2示出了根据本专利技术实施例的比较器电路的电路结构图。
具体实施方式
[0020]以下将参照附图更详细地描述本专利技术的各种实施例。在各个附图中，相同的元件或者模块采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
[0021]应当理解，在以下的描述中，“电路”可包括单个或多个组合的硬件电路、可编程电路、状态机电路和/或能存储由可编程电路执行的指令的元件。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件或电路“连接在”两个节点之间时，它可以直接耦合或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的，或者其结合。相反，当称元件“直接耦合到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。
[0022]同时，在本专利说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的组件。本领域普通技术人员应当可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本专利说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。
[0023]在本申请中，晶体管可以包括选自双极晶体管或场效应晶体管的一种，晶体管的第一端和第二端分别是电流路径上的高电位端和低电位端，控制端用于接收控制信号以控
制晶体管的导通和关断。MOSFET(Metal
‑
Oxide
‑
Semiconductor Field
‑
Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)包括第一端、第二端和控制端，在MOSFET的导通状态，电流从第一端流至第二端。P型MOSFET的第一端、第二端和控制端分别为源极、漏极和栅极，N型MOSFET的第一端、第二端和控制端分别为漏极、源极和栅极。
[0024]此外，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0025]图1示出了根据现有技术的比较器电路的电路结构图。比较器电路100包括输入级电路110、晶体管Mp1以及输出级电路130。
[0026]输入级电路110接收第一输入电压Vin和第二输入电压Vref，用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种比较器电路，包括：输入级电路，接收第一输入电压以及第二输入电压，用于将所述第一输入电压和所述第二输入电压比较，并将比较信号提供至第一节点；输出级电路，与所述第一节点连接，用于根据所述第一节点的电位产生输出电压信号；限流钳位电路，与所述输出级电路连接，用于在所述输出电压信号为逻辑高电平时，将所述输出级电路的第一静态电流限制在预设电流。2.根据权利要求1所述的比较器电路，其中，所述输出电压信号为逻辑高电平时，所述预设电流与所述限流钳位电路的第二静态电流之比为n。3.根据权利要求1所述的比较器电路，其中，所述输入级电路包括：第一电流源，所述第一电流源的第一端与电源电压连接；跨导放大器，所述跨导放大器的正电源端与所述第一电流源的第二端连接，两输入端分别接收所述第一输入电压以及所述第二输入电压，输出端将与所述第一输入电压和所述第二输入电压相关的比较信号提供至所述第一节点。4.根据权利要求2所述的比较器电路，其中，所述输出级电路包括：第二电流源，所述第二电流源的第一端与电源电压连接；第一晶体管，连接于所述第二电流源和地之间，所述第一晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖飞，于翔，
申请(专利权)人：圣邦微电子苏州有限责任公司，
类型：发明
国别省市：