[實(shí)用新型]一種小面積低功耗高速電流比較器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420568048.8
• 申請(qǐng)日: 2014-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN204089754U
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程艷;劉小舟;馬讓奎;張蔚;李波;樊成雙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西寶成航空儀表有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H03K5/24
• 分類號(hào): H03K5/24
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 宋秀珍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種小面積低功耗高速電流比較器，主要應(yīng)用于模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)和電源芯片限流保護(hù)電路。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)電流比較器，如圖1所示，其電路包括電阻R_A、電阻R_B和一個(gè)電壓比較器，其中R_A＝R_B。輸入電流I_in和閾值電流I_th分別通過電阻R_A和電阻R_B轉(zhuǎn)換成電壓V_A和電壓V_B，然后這兩個(gè)電壓分別連接到一個(gè)電壓比較器(運(yùn)算放大器)的負(fù)相端和正相端進(jìn)行比較，從而得到輸出電壓V_out。當(dāng)輸入電流大于閾值電流時(shí)，V_A大于V_B，輸出電壓為低電位。當(dāng)輸入電流小于閾值電流時(shí)，V_A小于V_B，輸出電壓為高電位。該結(jié)構(gòu)為電壓模式，基于運(yùn)算放大器的電流比較器較易實(shí)現(xiàn)。但是，存在下述缺點(diǎn)：一是該電流比較器中需要采用一個(gè)運(yùn)算放大器，因此增加了功耗和芯片面積；二是該電流比較器的反應(yīng)速度受限于運(yùn)算放大器自身的帶寬和速度，增大了運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)難度；三是該電流比較器的精度受電阻精度和運(yùn)算放大器失調(diào)電壓影響。上述缺陷，

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題：提供一種小面積低功耗高速電流比較器，其工作在電流模式下，相比傳統(tǒng)的電壓模式，反應(yīng)速度更快。另外，該電路不需要運(yùn)算放大器和電阻，結(jié)構(gòu)簡單，易實(shí)現(xiàn)，采用的晶體管個(gè)數(shù)較少，大大減小了芯片面積，并且該電路的靜態(tài)電流為輸入電流和閾值電流之和，無需消耗額外電流，功耗較低。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案：一種小面積低功耗高速電流比較器，NMOS晶體管M₁、M₂、M₃和M₄組成提高輸出阻抗和鏡像電流精度的共源共柵電流鏡結(jié)構(gòu)，其中NMOS晶體管M₂和M₄的柵極和漏極連接在一起形成二極管連接方式，PMOS晶體管M₅和M₆組成電流鏡結(jié)構(gòu)，其中PMOS晶體管M₅的柵極和漏極連接在一起形成二極管連接方式，再連接到M₆的柵極，將輸入電流I_in鏡像到由NMOS晶體管M₁、M₃和PMOS晶體管M₆組成的電流支路，NMOS晶體管M₁的漏極和M₃的源極相連，NMOS晶體管M₃的漏極和PMOS晶體管M₆的漏極相連，同時(shí)，閾值電流I_th也被鏡像到由NMOS晶體管M₁、M₃和PMOS晶體管M₆組成的電流支路。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)：

1、工作在電流模式下，相比傳統(tǒng)的電壓模式，反應(yīng)速度更快；

2、該電路不需要運(yùn)算放大器和電阻，結(jié)構(gòu)簡單，易實(shí)現(xiàn)，采用的晶體管個(gè)數(shù)較少，從而大大減小了芯片面積；

3、該電路的靜態(tài)電流為輸入電流和閾值電流之和，無需消耗額外電流，因此功耗較低。

附圖說明

圖1為傳統(tǒng)電流比較器電路結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖2描述本實(shí)用新型的一種實(shí)施例。