一种低功耗高带宽的高速比较器及高速模数转换器制造技术

本发明专利技术提供了一种低功耗高带宽的高速比较器及高速模数转换器，涉及集成电路设计技术领域，包括：由对输入信号进行放大并将放大后的输入信号进行比较的放大比较模块、用于加快比较进程的加速模块和用于控制比较结果输出的控制输出模块组成的放大比较电路；采样电路的输出端与放大比较模块的输入端连接，放大比较模块的输入端与加速模块的输出端连接，放大比较模块的输出端与控制输出模块的输入端连接，控制输出模块的输出端与输出驱动电路的输入端连接；与现有技术相比，可以更快的提高比较速度，整个过程是动态比较，不会消耗额外的静态电流，节省了功耗，从而使得比较器达到低功耗、高带宽、高速的性能。高速的性能。高速的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种低功耗高带宽的高速比较器及高速模数转换器


[0001]本专利技术涉及集成电路设计
，特别涉及一种低功耗高带宽的高速比较器及高速模数转换器。

技术介绍

[0002]高速模数转换器ADC在航天、有线无线通信、工业等领域被广泛应用，功耗、速度均是ADC的重要指标。在ADC中，比较器是极其重要的一部分，它对整个ADC的性能起到了关键性作用。传统的比较器由前置放大器和锁存器两部分构成，输入采样信号经过多级前置放大送入锁存器比较得出最终结果，整个过程中前置放大器一直处于工作状态，消耗了大量的静态电流，不仅增加了比较时间，而且存在很大的静态功耗。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种低功耗高带宽的高速比较器及高速模数转换器，其目的是为了提高比较速度，降低静态功耗。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种低功耗高带宽的高速比较器，包括：
[0005]由对输入信号进行放大并将放大后的输入信号进行比较的放大比较模块、用于加快比较进程的加速模块和用于控制比较结果输出的控制输出模块组成的放大比较电路；
[0006]用于对输入信号进行采样的采样电路；
[0007]输出驱动电路；
[0008]采样电路的输出端与放大比较模块的输入端连接，用于将采集的输入信号电压和参考电压输入放大比较电路；
[0009]放大比较模块的输入端与加速模块的输出端连接，放大比较模块的输出端与控制输出模块的输入端连接，控制输出模块的输出端与输出驱动电路的输入端连接。
[0010]进一步来说，放大比较电路包括：
[0011]由第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管、第七MOS管、第八MOS管、第九MOS管、第十MOS管、第一电容和第二电容组成的放大比较模块；
[0012]由第二十MOS管、第二十一MOS管组成的控制输出模块；
[0013]第一MOS管的栅极分别与采样电路的第一输出端、第二十MOS管的源极、第一电容的第一端连接，第二十MOS管的漏极分别与采样电路的第二输出端、第二十一MOS管的漏极连接，第一MOS管的漏极分别与第六MOS管的漏极、第二电容的第一端、输出驱动电路的输入端、加速模块的第一输入端、第四MOS管的漏极、第五MOS管的栅极、第七MOS管的漏极、第九MOS管的漏极连接，第一MOS管的源极分别与第二MOS管的源极、第三MOS管的漏极连接；
[0014]第二MOS管的栅极分别与采样电路的第三输出端、第二十一MOS管的源极、第二电容的第二端连接，第二十MOS管的漏极与采样电路的第四输出端连接，第二MOS管的漏极分别与第六MOS管的源极、第一电容的第二端、输出驱动电路的输入端、加速模块的第二输入端、第四MOS管的栅极第五MOS管的漏极、第八MOS管的漏极、第十MOS管的漏极；
[0015]第四MOS管的源极分别与第七MOS管的源极、第九MOS管的源极、第五MOS管的源极、第八MOS管的源极、第十MOS管的源极连接。
[0016]进一步来说，加速模块包括：
[0017]第十一MOS管、第十二MOS管、第十三MOS管、第十四MOS管和第十五MOS管；
[0018]第十一MOS管的漏极分别与第十二MOS管的栅极、第一MOS管的漏极连接，第十一MOS管的源极分别与第十五MOS管的漏极、第十三MOS管的漏极、第十二MOS管的源极连接，第十三MOS管的源极与第十四MOS管的漏极连接，第十三MOS管的栅极分别与第九MOS管的栅极、第十MOS管的栅极连接，第十二MOS管的漏极分别与第十一MOS管的栅极、第二MOS管的漏极连接。
[0019]进一步来说，采样电路包括：
[0020]第十六MOS管、第十七MOS管、第十八MOS管、第十九MOS管、第二十二MOS管、第二十三MOS管、第二十四MOS管、第二十五MOS管、第二十六MOS管、第二十七MOS管、第二十八MOS管、第二十九MOS管、第三电容、第四电容、第五电容和第六电容；
[0021]第十六MOS管的源极与第一MOS管的栅极连接，第十六MOS管的漏极分别与第十八MOS管的源极、第四电容的第一端、第五电容的第一端连接，第四电容的第二端与第二十二MOS管的源极连接，第三电容的第二端分别与第二十三MOS管的漏极、第二十四MOS管的漏极、第二十五MOS管的漏极连接，第十八MOS管的漏极与第二十MOS管的漏极连接；
[0022]第十七MOS管的源极与第二MOS管的栅极连接，第十七MOS管的漏极分别与第十九MOS管的源极、第六电容的第一端、第五电容的第一端连接，第六电容的第二端与第二十六MOS管的源极连接，第五电容的第二端分别与第二十七MOS管的漏极、第二十八MOS管的漏极、第二十九MOS管的漏极连接，第二十七MOS管的源极与第二十八MOS管的源极连接，第十九MOS管的漏极与第二十一MOS管的漏极连接。
[0023]进一步来说，输出驱动电路包括：
[0024]第三十MOS管、第三十一MOS管、第三十二MOS管、第三十三MOS管、第三十四MOS管、第三十五MOS管、第三十六MOS管、第三十七MOS管、第三十八MOS管、第三十九MOS管、第四十MOS管、第四十一MOS管、第四十二MOS管、第四十三MOS管、第四十四MOS管和第四十五MOS管；
[0025]第三十MOS管的栅极分别与第三十三MOS管的栅极、第一MOS管的漏极，第三十MOS管的源极分别与第三十四MOS管的源极、第三十六MOS管的源极连接，第三十MOS管的漏极分别与第三十一MOS管的源极、第三十四MOS管的漏极连接，第三十一MOS管的漏极分别与第三十二MOS管的漏极、第三十六MOS管的栅极、第三十七MOS管的栅极连接，第三十二MOS管的源极分别与第三十五MOS管的漏极、第三十三MOS管的漏极连接，第三十三MOS管的源极分别与第三十五MOS管的源极、第三十七MOS管的源极连接，第三十七MOS管的漏极与第三十六MOS管的漏极连接；
[0026]第三十八MOS管的栅极分别与第四十一MOS管的栅极、第二MOS管的漏极连接，第三十八MOS管的源极分别与第四十二MOS管的源极、第四十四MOS管的源极连接，第三十八MOS管的漏极分别与第三十九MOS管的源极、第四十二MOS管的漏极连接，第三十九MOS管的漏极分别与第四十MOS管的漏极、第四十四MOS管的栅极、第四十五MOS管的栅极连接，第四十MOS管的源极与第四十一MOS管的漏极、第四十三MOS管的漏极连接，第四十一MOS管的源极分别与第四十五MOS管的源极、第四十三MOS管的源极连接，第四十五MOS管的漏极与第四十四
MOS管的漏极连接。
[0027]进一步来说，输出驱动电路包括前台校准模式和正常工作模式；
[0028]当处于前台校准模式时，固定输出电平1或电平0控制模数转换器的电容状态；
[0029]当处于正常工作模式时，第三十四MOS管的栅极、第三十二MOS管的栅极、第四十MOS管的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低功耗高带宽的高速比较器，其特征在于，包括：由对输入信号进行放大并将放大后的输入信号进行比较的放大比较模块、用于加快比较进程的加速模块和用于控制比较结果输出的控制输出模块组成的放大比较电路；用于对输入信号进行采样的采样电路；输出驱动电路；所述采样电路的输出端与所述放大比较模块的输入端连接，用于将采集的输入信号电压和参考电压输入所述放大比较电路；所述放大比较模块的输入端与所述加速模块的输出端连接，所述放大比较模块的输出端与所述控制输出模块的输入端连接，所述控制输出模块的输出端与所述输出驱动电路的输入端连接。2.根据权利要求1所述的低功耗高带宽的高速比较器，其特征在于，所述放大比较电路包括：由第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管、第七MOS管、第八MOS管、第二十MOS管、第二十一MOS管、第一电容C1和第二电容C2组成的放大比较模块；由第九MOS管、第十MOS管组成的控制输出模块；所述第一MOS管的栅极分别与所述采样电路的第一输出端、所述第二十MOS管的源极、所述第一电容的第一端连接，所述第二十MOS管的漏极分别与所述采样电路的第二输出端、所述第二十一MOS管的漏极连接，所述第一MOS管的漏极分别与所述第六MOS管的漏极、所述第二电容的第一端、所述输出驱动电路的输入端、所述加速模块的第一输入端、所述第四MOS管的漏极、所述第五MOS管的栅极、第七MOS管的漏极、第九MOS管的漏极连接，所述第一MOS管的源极分别与所述第二MOS管的源极、所述第三MOS管的漏极连接；所述第二MOS管的栅极分别与所述采样电路的第三输出端、所述第二十一MOS管的源极、所述第二电容的第二端连接，所述第二十MOS管的漏极与所述采样电路的第四输出端连接，所述第二MOS管的漏极分别与所述第六MOS管的源极、所述第一电容的第二端、所述输出驱动电路的输入端、所述加速模块的第二输入端、所述第四MOS管的栅极所述第五MOS管的漏极、所述第八MOS管的漏极、所述第十MOS管的漏极；所述第四MOS管的源极分别与所述第七MOS管的源极、所述第九MOS管的源极、所述第五MOS管的源极、所述第八MOS管的源极、所述第十MOS管的源极连接。3.根据权利要求2所述的低功耗高带宽的高速比较器，其特征在于，所述加速模块包括：第十一MOS管、第十二MOS管、第十三MOS管、第十四MOS管和第十五MOS管；所述第十一MOS管的漏极分别与所述第十二MOS管的栅极、所述第一MOS管的漏极连接，所述第十一MOS管的源极分别与所述第十五MOS管的漏极、所述第十三MOS管的漏极、所述第十二MOS管的源极连接，所述第十三MOS管的源极与所述第十四MOS管的漏极连接，所述第十三MOS管的栅极分别与所述第九MOS管的栅极、所述第十MOS管的栅极连接，所述第十二MOS管的漏极分别与所述第十一MOS管的栅极、所述第二MOS管的漏极连接。4.根据权利要求3所述的低功耗高带宽的高速比较器，其特征在于，所述采样电路包括：第十六MOS管、第十七MOS管、第十八MOS管、第十九MOS管、第二十二MOS管、第二十三MOS
管、第二十四MOS管、第二十五MOS管、第二十六MOS管、第二十七MOS管、第二十八MOS管、第二十九MOS管、第三电容、第四电容、第五电容和第六电容；所述第十六MOS管的源极与所述第一MOS管的栅极连接，所述第十六MOS管的漏极分别与所述第十八MOS管的源极、所述第四电容的第一端、所述第五电容的第一端连接，所述第四电容的第二端与所述第二十二MOS管的源极连接，所述第三电容的第二端分别与所述第二十三MOS管的漏极、所述第二十四MOS管的漏极、所述第二十五MOS管的漏极连接，所述第十八MOS管的漏极与所述第二十MOS管的漏极连接；所述第十七MOS管的源极与所述第二MOS管的栅极连接，所述第十七MOS管的漏极分别与所述第十九MOS管的源极...

【专利技术属性】
技术研发人员：林少波，兰燕，林天娇，陈佩，谈斌，
申请(专利权)人：湖南融创微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：