[發明專利]一種新型低功耗比較器有效

申請號：	201410435979.5	申請日：	2014-09-01
公開（公告）號：	CN104202022B	公開（公告）日：	2017-02-15
發明（設計）人：	沈磊	申請（專利權）人：	長沙景嘉微電子股份有限公司
主分類號：	H03K5/22	分類號：	H03K5/22
代理公司：	暫無信息	代理人：	暫無信息
地址：	410205 湖南省長沙***	國省代碼：	湖南;43
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種新型功耗比較
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【說明書】：

技術領域

本發明主要涉及時鐘振蕩器設計領域，尤其指一種電壓比較器電路結構。

背景技術

在時鐘產生電路中，片內RC振蕩器因其成本低、實現簡單、容易集成，且非常容易調諧的特點得到了廣泛的應用。比較器作為時鐘產生模塊的核心電路，其性能決定輸出時鐘的很多指標。新型低功耗比較器主要實現對RC振蕩器中電容兩端的充電電壓與參考電壓進行比較，產生一個隨電容充電變壓變化的高低脈沖波形。

傳統電壓比較器電路請參閱圖1。圖1中電壓比較器只有一組輸入，比較器由兩個PMOS管和三個NMOS管構成，其中PMOS管M2的柵漏短接并接PMOS管M3的柵極和NMOS管M5的漏極，源極接電源（VDD）；PMOS管M3的柵極接PMOS管M2的柵極，源極接電源（VDD），漏極接輸出端V_o；NMOS管M5的柵極接參考電壓輸入端（V_REF），源極接NMOS管M7的漏極，漏極接PMOS管M2的漏極；NMOS管M6的柵極接待比較電壓輸入端（V_i），源極接NMOS管M7的漏極，漏極接輸出端V_o；NMOS管M7柵極接外部偏置電壓輸入端（V_bias），源極接電源地（GND），漏極接NMOS管M6的源極。

傳統的電壓比較器與本發明中的新型電壓比較器相比存在兩個缺陷：傳統電壓比較器只有兩個輸入端，當兩個輸入信號和同一個參考電壓相比較時，需要兩個比較器同時工作，這就增加了電路的功耗和電路的面積，從而增加了成本。同時，兩個獨立的比較器又增加了電路的不匹配因素，而這會影響了電路的可靠性等性能。

針對傳統電壓比較器電路結構存在的設計缺陷，設計人員采用兩個比較器的巧妙融合來實現兩個比較器的同時工作（圖2所示）。為降低電路的功耗，兩個電壓比較器電路由原來的10個MOS管簡化為7個實現。具體改進如下：刪去一個電壓比較器，保留的電壓比較器輸入參考電壓端保持不變，待比較電壓輸入端V_i作為第一待比較電壓輸入端V_i1，輸出端V_o作為第一輸出端V_O1，在保留的電壓比較器上增加PMOS管M1，M1的柵極接原PMOS管M2的柵極，源極接電源VDD，漏極接第二輸出端V_O2；增加NMOS管M4，其柵極接第二待比較電壓輸入端V_i2，源極接原NMOS管M7的漏極，漏極接第二輸出端V_O2。

對于改進后的新型電壓比較器，MOS管M1、M2、M4和M5實現對第一組輸入電壓進行比較并輸出結果的功能，MOS管M2、M3、M5和M6實現對第二組輸入電壓進行比較并輸出結果的功能。

發明內容

本發明要解決的問題在于：針對現有技術存在的問題，提供一種新型低功耗電壓比較器，該電壓比較器電路實現了兩組電壓同時比較，同時具有低功耗、低成本以及高可靠性的特性。

所述的比較器電路包括輸入端、電流鏡有源負載和尾電流源；所述比較器的實現方法包括如下步驟：首先將一路參考電壓和兩路待比較電壓作為輸入信號，兩路比較器進行比較后通過輸出端將結果輸出。本發明僅采用七個MOS管（三個PMOS管、四個NMOS管或四個PMOS管、三個NMOS管）實現。

附圖說明

圖1是傳統的電壓比較器器電路的示意圖；

圖2是本發明新型低功耗電壓比較器電路的示意圖；

圖3是本發明新型低功耗電壓比較器電路的另一種實現電路示意圖

圖4是本發明新型低功耗電壓比較器電路實施例的示意圖一；

圖5是本發明新型低功耗電壓比較器電路實施例的示意圖二；

圖6是本發明新型低功耗電壓比較器電路實施例的示意圖三；

圖7是本發明新型低功耗電壓比較器電路實施例的示意圖四；