[發明專利]改善低電壓輸出的比較器電路架構

有效

• 申請號: 200810087333.7
• 申請日: 2008-03-21
• 公開（公告）號: CN101540598A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 葉茂祥
• 申請（專利權）人: 盛群半導體股份有限公司
• 主分類號: H03K5/24
• 分類號: H03K5/24
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳 晨

技術領域

本發明涉及一種改善低電壓輸出的比較器電路架構，尤其涉及一種改善傳統比較器電路遇到電源電壓過低時，其內部節點處于非穩態狀態，而使得其輸出為不可預測信號，本發明可通過加入電容使得比較器在電源電壓過低時，仍可輸出固定電位，以避免因輸出不可預測信號造成應用電路錯誤，以維持電路整體穩定度。

背景技術

公知的比較器通常由偏壓電路、輸入差動級與輸出級組成，當電源電壓初始值由0V開始爬升后，此時在比較器前端的偏壓電路未能正常工作，進而造成該比較器也無法正常工作，致使比較器的輸出電壓呈現不可預知信號(Unknown)狀態，當應用電路需使用比較器的輸出狀態來做設定判別時，即造成該狀態無法確定。而需要等到電源電壓高于偏壓電路的最低工作電壓后，比較器才會較為穩定并具有正確的電壓輸出。

發明內容

基于解決以上所述現有技術的缺陷，本發明為一種改善低電壓輸出的比較器電路架構，主要目的為改善傳統比較器電路遇到電源電壓過低時，其內部節點處于非穩態狀態，而使得其輸出為不可預測信號，本實施方式可通過加入電容使得比較器在電源電壓過低時，仍可輸出固定電位，以避免因輸出不可預測信號造成應用電路錯誤，以維持電路整體穩定度。

本發明提出一種改善低電壓輸出的比較器電路架構，包括偏壓電路、差動對級電路與輸出級電路，其中該差動對級電路分別與具有最低可工作電壓的該偏壓電路、輸出級電路連接，并且該偏壓電路最低可工作電壓大于該輸出級電路電壓；在比較器輸入差動對級電路與輸出級電路之間，增設兩個連接至電源電壓的電容；其中該輸出級電路包含P型金屬氧化物半導體場效應晶體管及N型金屬氧化物半導體場效應晶體管，且輸出級電路電壓是N型金屬氧化物半導體場效應晶體管的導通電壓。

本發明還提出一種改善低電壓輸出的比較器電路架構，包括偏壓電路、差動對級電路與輸出級電路，其中該差動對級電路分別與具有最低可工作電壓的該偏壓電路、輸出級電路連接，并且該偏壓電路最低可工作電壓大于該輸出級電路電壓；在比較器輸入差動對級電路與輸出級電路之間，增設兩個連接至接地的電容；其中該輸出級電路包含P型金屬氧化物半導體場效應晶體管及N型金屬氧化物半導體場效應晶體管，且輸出級電路電壓是N型金屬氧化物半導體場效應晶體管的導通電壓。

本發明還提出一種比較器電路的操作方法，適用于上述的比較器電路架構，其輸出狀態包括不可預知信號狀態、指定電壓及正常工作狀態，該電源電壓由零電位爬升或由高電位下降，該操作方法包括以下步驟：步驟a，開始；步驟b，判斷電壓電源是否大于輸出級電路電壓，若判斷結果為是，執行步驟d；若判斷結果為否，執行步驟c；其中該輸出級電路包含P型金屬氧化物半導體場效應晶體管及N型金屬氧化物半導體場效應晶體管，且輸出級電路電壓是N型金屬氧化物半導體場效應晶體管的導通電壓；步驟c，比較器輸出不可預知信號狀態；步驟d，判斷電壓電源是否大于偏壓電路最低工作電壓，若判斷結果為是，執行步驟f；若判斷結果為否，執行步驟e；步驟e，比較器輸出維持于指定電壓；步驟f，比較器輸出為正常工作狀態；以及步驟g，結束。

上述比較器電路的操作方法中，該輸出級電路還可包含P型金屬氧化物半導體場效應晶體管及N型金屬氧化物半導體場效應晶體管。

上述比較器電路的操作方法中，該步驟b的輸出級電路電壓可以是N型金屬氧化物半導體場效應晶體管的導通電壓。

本發明所提出的嶄新電路架構，可使得比較器在電源電壓未達到偏壓電路的最低工作電壓時，仍能輸出指定的電壓電平。

以下通過附圖、附圖標記說明及具體實施方式的詳細描述，進一步更深入地說明本發明。

附圖說明

圖1為本發明改善低電壓輸出的比較器第一電路實施架構圖；

圖2為圖1的電源電壓大于輸出級電路但小于偏壓電路的動作示意圖；

圖3為圖1的電源電壓大于偏壓電路的動作示意圖；

圖4為本發明改善低電壓輸出的比較器電路的動作流程圖；

圖5為本發明改善低電壓輸出的比較器第二電路實施架構圖。

其中，附圖標記說明如下：

C1～第一電容

C2～第二電容

V1～第一電壓

V2～第二電壓

V_DD～電源電壓

V_SS～接地電壓

1～偏壓電路

2～差動對級電路

3～輸出級電路

31～P型金屬氧化物半導體場效應晶體管

32～N型金屬氧化物半導體場效應晶體管

41～開始