[實用新型]一種CMOS比較器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920134090.8
• 申請日: 2009-07-22
• 公開（公告）號: CN201557090U
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張學(xué)海
• 申請（專利權(quán)）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H03K5/24
• 分類號: H03K5/24;H03F3/45
• 代理公司: 深圳市永杰專利商標(biāo)事務(wù)所 44238
• 代理人: 曹建軍

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及集成電路領(lǐng)域，尤其涉及一種寬輸入范圍的具有恒定轉(zhuǎn)換速率的CMOS比較器。

背景技術(shù)

比較器電路是集成電路中最基本的單元之一，它被廣泛應(yīng)用于A/D轉(zhuǎn)換器、儀表IC、電源IC等大多數(shù)模擬或數(shù)模混合電路中。通常比較器的要求有響應(yīng)速度、比較范圍、輸出范圍、比較精度以及穩(wěn)定性等，這與其用途有很大的關(guān)系。通訊類器件中往往對其響應(yīng)速度比較關(guān)注；儀表類器件中往往對比較精度較為關(guān)注；而一般的電源類器件中對其穩(wěn)定性要求也較高。

請參閱圖1(a)、(b)，其是現(xiàn)有技術(shù)放大器的輸入級示意圖。

隨著工藝的進(jìn)步，電源電壓逐步下降，但晶體管的閾值電壓并沒有減小，導(dǎo)致比較器的接收范圍越來越窄。圖1(a)和(b)所示的為兩種放大器的輸入級，其中，圖1(a)所示的為PMOS輸入級，由三個相互連接的P型MOS管MP0、MP1和MP2組成，若要保證此輸入級能正常工作，輸入電壓Inp/Inn的共模輸入有一個上限，它必須要小于(Vcc-|Vthp|-V_DSPM0)，其中，為Vcc是電路的供電電壓，Vthp是P型MOS管的臨界電壓，V_DSNM0為PMOS輸入級工作時的源漏飽和電壓；圖1(b)所示為NMOS輸入級，由三個相互連接的N型MOS管MN0、MN1和MN2組成，同理要保證此輸入級能正常工作，輸入電壓Inp/Inn的共模輸入需要高于(|Vthp|+V_DSNM0)，其中，Vthp是N型MOS管的臨界電壓，V_DSNM0為NMOS輸入級工作時的源漏電壓。

由于普通的PMOS輸入級和NMOS輸入級對于高電平或低電平輸入都有一定的限制，因而設(shè)計輸入動態(tài)幅度達(dá)到全擺幅的比較器成為一種必須。

請參閱圖2，其是現(xiàn)有技術(shù)寬范圍輸入比較器示意圖。

寬范圍輸入比較器的設(shè)計原理如圖2所示，輸入信號Inn/Inp分別輸入到兩個放大結(jié)構(gòu)Gmp201和Gmn202中，Gmp201和Gmn202的輸出通過203進(jìn)行邏輯操作后輸出。其中Gmp201為一個PMOS輸入級，Gmn202為一個NMOS輸入級，兩者的結(jié)構(gòu)可參考圖1(a)(b)。當(dāng)輸入共模電壓Inn/Inp較高時，Gmp201受限而Gmn202工作正常；當(dāng)共模輸入電壓Inn/Inp較低時，Gmn202受限而Gmp201工作正常；除此外Gmp201和Gmn202兩者均正常工作，這樣就保證了在全范圍接收域內(nèi)，寬范圍輸入比較器均能正常工作。

對于全范圍接收的放大器來說，它有一個主要的缺點在于不同的接收區(qū)域，它的跨導(dǎo)或轉(zhuǎn)換速率會有較大區(qū)別，這會造成信號接收的頻率特性變差。圖2中的跨導(dǎo)可以表達(dá)如下：