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专利号: 2018113537198
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电子电路
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高速低功耗的比较器电路,其特征在于,包括:输入管(1)、偏置管(2)、动态锁存电路(3)、重置管(4)及反相器(5),所述反相器(5)包括反相器I1以及反相器I2,其中,所述输入管(1)的信号输出端连接于偏置管(2)以及动态锁存电路(3)之间,所述动态锁存电路(3)的输出端连接所述反相器I1以及反相器I2的输入端,最后在所述反相器I1以及反相器I2的输出端产生比较器的输出结果;

所述输入管(1)在比较器比较阶段,将输入电压信号转换为电流信号,所述偏置管(2)在比较器比较阶段生成稳定的电流偏置,所述动态锁存电路(3)在比较器比较阶段将输入电流信号的差值扩大并转化为电压信号,所述重置管(4)在比较器重置状态将比较器输出电压置低位,所述反相器I1以及反相器I2将动态锁电路的电压信号取反输出并提供一个驱动能力;

所述输入管(1)包括NMOS管M1及NMOS管M2,所述偏置管(2)包括NMOS管M3及NMOS管M4,所述动态锁存电路(3)包括NMOS管M5、NMOS管M6、PMOS管M7及PMOS管M8,所述重置管(4)包括PMOS管M9及PMOS管M10,所述反相器(5)包括反相器I1以及反相器I2,其中NMOS管M1的源极与外部地线GND相连,NMOS管M1的漏极分别与NMOS管M3的漏极以及NMOS管M5的源极相连,NMOS管M1的栅极与比较器的输入端IN+相连,NMOS管M2的源极与外部地线GND相连,NMOS管M2的漏极分别与NMOS管M4的漏极以及NMOS管M6的源极相连,NMOS管M2的栅极与比较器的输入端IN‑相连,NMOS管M3的源极与外部地线GND相连,NMOS管M3的栅极分别与NMOS管M4的栅极、PMOS管M9的栅极、PMOS管M10的栅极以及外部控制信号CLK相连,NMOS管M4的源极与外部地线GND相连,NMOS管M5的漏极分别与PMOS管M7的漏极、PMOS管M9的漏极、PMOS管M8的栅极、NMOS管M6的栅极以及反相器I1的输入端相连,NMOS管M5的栅极分别与NMOS管M6的漏极、PMOS管M8的漏极、PMOS管M10的漏极、PMOS管M7的栅极以及反相器I2的输入端相连,PMOS管M7的源极分别与PMOS管M8的源极、PMOS管M9的源极、PMOS管M10的源极、PMOS管M7的衬底,PMOS管M8的衬底、PMOS管M9的衬底、PMOS管M10的衬底以及外部电源VDD相连,PMOS管衬底都接VDD,避免衬底偏置效应,NMOS管M1的衬底分别与NMOS管M2的衬底、NMOS管M3的衬底、NMOS管M4的衬底、NMOS管M5的衬底、NMOS管M6的衬底以及外部地线GND相连,NMOS管的衬底都接GND,避免衬底偏置效应,反相器I1的输出端与比较器的输出端OUT+相连,反相器I2的输出端与比较器的输出端OUT‑相连;

当CLK为低电位时,PMOS管M9与PMOS管M10导通,NMOS管M3与NMOS管M4截止,比较器两端均输出低电位,实现重置功能;当CLK为高电位时,PMOS管M9与PMOS管M10截止,NMOS管M3与NMOS管M4导通并提供一个较大的直流偏置,此时比较器两端输入不等的电压,分别通过NMOS管M1以及NMOS管M2,将电压放大并转换为电流,电流通过NMOS管M5、NMOS管M6、PMOS管M7以及PMOS管M8,再次扩大差值,并转换为电压,最后通过反向器I1以及反相器I2输出一个互补的电压信号,实现电压比较;

当CLK为低电位时,比较器两端输出低电位;当CLK为高电位时,当比较器输入端IN+的电位高于IN‑时,比较器输出端OUT+输出高电位,输出端OUT‑输出低电位,当比较器输入端IN‑的电位高于IN+时,比较器输出端OUT‑输出高电位,输出端OUT+输出低电位。

2.根据权利要求1所述的一种高速低功耗的比较器电路,其特征在于,该比较器电路具有锁存功能,当比较器输出互补信号之后,在CLK的电位保持高电位不变的情况下,改变比较器输入端的信号,不会改变比较器的输出信号。