电流比较器制造技术

本发明专利技术提出一种电流比较器，其包括依次级联的第一电流镜、第二电流镜、分压电阻、第一前置放大器、第二前置放大器、第一高增量反向器及第二高增量反向器，所述第二电流镜具有负反馈电阻。所述电流比较器结构简单，具有较低的功耗、较快的响应速度、较高的精度及较高的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路设计
，尤其涉及一种低功耗、高速度及高鲁棒性的 电流比较器。
技术介绍
电流式电路由于其面积小、速度快、功耗低等优点，而越来越受人们的重视。电流 式电路中非常重要的一个基本单元就是电流比较器，电流比较器现已被广泛应用于各种线 性及非线性集成电路中，如A/D转换器(模数转换器)、触发器、压控振荡器等。目前，人们已研究开发出一系列的电流比较器。D.A.Freitas and K. ff. current (“CMOS current comparator circuit,，，Electronics Lett. , vol. 19, no. 17, pp. 695-697 ，1983)提出一种较简单的电流比较器，其包括两个cascade电流镜，而无反馈电阻，但是， 这种电流比较器由于cascade在输出端的高阻抗，而使得该电流比较器不能在高频情况下 使用。BULT. K, and GEELEN. G (“A fast-setting CMOS op-amp for SC circuits with 90-dBDC gain”，IEEE J. Solid-State Circuits, ” 1990，25 (6)，pp. 1379-1348)提出一种 采用classB电压缓冲器构成的电流比较器，如图1所示，这种电流比较器使用了非线性正 反馈来提高响应时间，但是，其响应时间的提高是以灵敏度和功耗为代价的。B.M.Min and S. ff. Kim, (“High performance CMOS current comparator using resistive feedback network, Electronics Lett. , vol. 34, no. 22, pp. 2074-2079，1988.)及 L. Chen, B. Shi and C. Lu(“A robust high-speed and low-power CMOS current comparator circuit,，’IEEE Asia-Pacific Conference on Circuits and Systems 2000，pp. 174-177，2000)分别提出 一种电流比较器，分别如图2和图3所示，其在增加工作频率的同时，可以减小电路的输入 和输出阻抗。但是，这两个电路的输出节点Vo位于一个PMOS的上拉管和一个NMOS的下拉 管处，当发生工艺变化的时候，这个变化将会在偏置电压Vo处引起很大的电压变化，进而 很容易导致后续的高增益轨到轨放大器在输入电流信号加入之前就进入饱和或者截止，从 而使整个电路无法正常工作。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种低功耗、高速度及高鲁棒性的电流比较器。一种电流比较器，其包括依次级联的第一电流镜、第二电流镜、分压电阻、第一前 置放大器、第二前置放大器、第一高增量反向器及第二高增量反向器，所述第二电流镜具有 负反馈电阻。本专利技术一较佳实施方式中，所述第一电流镜包括第一 NMOS管、第二 NMOS管及第一 PMOS管；所述第一 NMOS管的漏极和栅极相接且连接正电流，栅极和所述第二 NMOS管的栅 极连接，源极接地；所述第二 NMOS管的源极接地，漏极和所述第一 PMOS管的源极连接；所 述第一 PMOS管的漏极接电源。本专利技术一较佳实施方式中，所述第二电流镜包括第三NMOS管、第四NMOS管、第二 PMOS管及所述负反馈电阻；所述第三NMOS管的漏极连接负电流，源极接地，栅极和所述第 四NMOS管的栅极连接；所述第四NMOS管的源极接地，漏极和所述第二 PMOS管的源极连接； 所述第二 PMOS管的栅极和所述第一 PMOS管的栅极连接，漏极和所述第一 PMOS管的漏极连 接；所述负反馈电阻的源极和所述第三NMOS管的漏极及栅极连接，栅极和漏极均和所述第 四NMOS管的漏极连接。本专利技术一较佳实施方式中，所述分压电阻包括二极管连接的第五NMOS管和第六 NMOS管；所述第五NMOS管的栅极和所述第四NMOS管的漏极连接，源极接地，漏极和所述第 六NMOS管的源极连接；所述第六NMOS管的栅极和漏极相连且接电源。本专利技术一较佳实施方式中，所述第一前置放大器包括第七NMOS管、第八NMOS管及 第三PMOS管；所述第七NMOS管的源极接地，栅极和所述第四NMOS管的漏极连接，漏极和所 述第八NMOS管的源极连接；所述第八NMOS管的栅极和所述第三PMOS管的栅极连接，漏极 接电源；所述第三PMOS管的源极和漏极相连且接电源。本专利技术一较佳实施方式中，所述第二前置放大器包括第九NMOS管、第十NMOS管及 第四PMOS管；所述第九NMOS管的源极接地，栅极和所述第七NMOS管的漏极连接，漏极和所 述第十NMOS管的源极连接；所述第十NMOS管的栅极和所述第四PMOS管的栅极连接，漏极 接电源；所述第四PMOS管的源极和漏极相连且接电源。本专利技术一较佳实施方式中，所述第一高增量反向器包括第十一 NMOS管及第五 PMOS管；所述第十一 NMOS管的源极接地，栅极和所述第五PMOS管的栅极相连且和所述第 九NMOS管的漏极连接，漏极和所述第五PMOS管的源极连接；所述第五PMOS管的漏极接电 源。本专利技术一较佳实施方式中，所述第二高增量反向器包括第十二 NMOS管及第六 PMOS管；所述第十二 NMOS管的源极接地，栅极和所述第六PMOS管的栅极相连且和所述第 十一 NMOS管的漏极连接，漏极和所述第六PMOS管的源极连接；所述第六PMOS管的漏极接 电源。本专利技术一较佳实施方式中，所述第五NMOS管和所述第六NMOS管具有相同的宽长 比和偏置电流。相较于现有技术，本专利技术提供的电流比较器具有以下优点其一、所述电流比较器 利用其中的第一电流镜、具有负反馈电阻的第二电流镜、分压电阻、第一前置放大器、第二 前置放大器、第一高增量反向器及第二高增量反向器，可获得较佳鲁棒性的电路；其二、所 述电流比较器的电路整体结构简单、偏置少、功耗低；其三、所述电流比较器的响应速度快、 精度高，且当用不同的工艺角进行仿真时，输出节点的电压变化小。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够 更明显易懂，以下特举实施例，并配合附图，详细说明如下。附图说明图1为现有技术电流比较器一的简化电路结构图。图2为现有技术电流比较器二的简化电路结构图。图3为现有技术电流比较器三的简化电路结构图。图4为本专利技术一实施例提供电流比较器的简化电路结构图。图5为图4所示电流比较器的输入电流和输出电压的仿真波形图。图6为图4所示电流比较器和现有技术的功耗比较图。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步详细的说明。请参阅图4，本专利技术一实施例提供一种电流比较器100，其包括依次级联的第一电流镜10、第二电流镜20、分压电阻30、第一前置放大器40、第二前置放大器50、第一高增量反向器60及第二高增量反向器70。所述第一电流镜10包括第一 NMOS管MNl、第二 NMOS管MN2及第一 PMOS管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流比较器，其特征在于，所述电流比较器包括依次级联的第一电流镜、第二电流镜、分压电阻、第一前置放大器、第二前置放大器、第一高增量反向器及第二高增量反向器，所述第二电流镜具有负反馈电阻。

【技术特征摘要】
1.一种电流比较器，其特征在于，所述电流比较器包括依次级联的第一电流镜、第二电流镜、分压电阻、第一前置放大器、第二前置放大器、第一高增量反向器及第二高增量反向器，所述第二电流镜具有负反馈电阻。2.如权利要求1所述的电流比较器，其特征在于，所述第一电流镜包括第一NMOS管、 第二 NMOS管及第一 PMOS管；所述第一 NMOS管的漏极和栅极相接且连接正电流，栅极和所述第二 NMOS管的栅极连接，源极接地；所述第二 NMOS管的源极接地，漏极和所述第一 PMOS 管的源极连接；所述第一 PMOS管的漏极接电源。3.如权利要求2所述的电流比较器，其特征在于，所述第二电流镜包括第三NMOS管、 第四NMOS管、第二 PMOS管及所述负反馈电阻；所述第三NMOS管的漏极连接负电流，源极接地，栅极和所述第四NMOS管的栅极连接；所述第四NMOS管的源极接地，漏极和所述第二 PMOS管的源极连接；所述第二 PMOS管的栅极和所述第一 PMOS管的栅极连接，漏极和所述第一PMOS管的漏极连接；所述负反馈电阻的源极和所述第三NMOS管的漏极及栅极连接，栅极和漏极均和所述第四NMOS管的漏极连接。4.如权利要求3所述的电流比较器，其特征在于，所述分压电阻包括二极管连接的第五NMOS管和第六NMOS管；所述第五NMOS管的栅极和所述第四NMOS管的漏极连接，源极接地，漏极和所述第六NMOS管的源极连接；所述第六NMOS管的栅极和漏极相连且接电源。5.如权利要求4所述的电流比较器，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚爱萍，张金勇，王磊，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：