[發明專利]比較器及模擬數字轉換電路

有效

• 申請號: 201811577291.5
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN111355492B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 龍遠東
• 申請（專利權）人: 瑞昱半導體股份有限公司
• 主分類號: H03M1/34
• 分類號: H03M1/34
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 梁麗超;田喜慶

本發明涉及比較器及模擬數字轉換電路。一種比較器，其適用以比較輸入電壓及參考電壓以產生一比較結果。此比較器包括一電阻電路、一電流源電路及一晶體管開關電路。電阻電路接收輸入電壓中的第一及第二輸入電壓。電流源電路提供第一電流及第二電流，并且第一電流、第二電流及電阻電路產生參考電壓。晶體管開關電路根據其輸入端的第一控制電壓及第二控制電壓于其輸出端產生比較結果。其中，電流源電路及電阻電路根據第一電流及第一輸入電壓產生第一控制電壓，并根據第二電流及第二輸入電壓產生第二控制電壓。

技術領域

本案是關于一種比較器，特別是一種可應用于模擬數字轉換器的比較器。

背景技術

在常見的信號處理應用中，例如：數字無線通信系統、數字語音處理、數字影像處理等應用，都需要一個高速與高解析度的轉換器。在各種高速型模擬數字轉換器(analogto digital converter,ADC)中，快閃式模擬數字轉換器的轉換速度較快。

傳統快閃式模擬數字轉換器是利用比較器將輸入與基準電壓比較，以產生溫度計碼(thermometer code)，然后再利用解碼器將溫度計碼轉換成數字碼。其中，傳統快閃式模擬數字轉換器使用的比較器多半采用自動歸零比較器(auto zero comparator)，自動歸零比較器的電路架構通常都是由前置放大器(preamplifier)與鎖存器(latch)組成。然而，此種比較器較耗電且其走線較為復雜。

另一種常見的比較器大致上是以4個輸入晶體管(MOSFET)所組成。然而，此種比較器需要4個輸入晶體管的輸入且其輸出端的寄生電容較大，以致會降低轉換速度。雖然有采用2個輸入晶體管的比較器，然而其偏移校正電路是設計在輸出端，因此其轉換速度亦相對慢。

發明內容

在一實施例中，一種比較器，其適用于比較輸入電壓及參考電壓以產生一比較結果。其中，輸入電壓包含一第一輸入電壓及一第二輸入電壓，并且此比較器包括一電阻電路、一電流源電路及一晶體管開關電路。電阻電路接收第一輸入電壓及第二輸入電壓。電流源電路提供第一電流及第二電流，并且第一電流、第二電流及電阻電路用以產生參考電壓。晶體管開關電路包含一輸入端及一輸出端，并且根據其輸入端的第一控制電壓及第二控制電壓于其輸出端產生比較結果。其中，電流源電路及電阻電路根據第一電流及第一輸入電壓產生第一控制電壓，并根據第二電流及第二輸入電壓產生第二控制電壓。

在一些實施例中，上述比較器還包括一調整電流源，用以提供第一調整電流及第二調整電流，其中第一調整電流、第二調整電流及電阻電路用以產生工作電壓于該晶體管開關電路的該輸入端，使得該晶體管開關電路工作在正常操作區域。在一些實施例中，所述工作電壓為共模電壓。

在一實施例中，一種比較器，其適用于比較一輸入電壓及一參考電壓，以產生一比較結果。于此，比較器包括一電阻電路、一電流源電路及一晶體管開關電路。電阻電路接收輸入電壓。電流源電路提供一第一電流。其中，第一電流及電阻電路用以產生參考電壓。晶體管開關電路包含一輸入端及一輸出端，并且根據其輸入端的一控制電壓產生比較結果于其輸出端。其中，電流源電路及電阻電路根據輸入電壓及參考電壓產生控制電壓。

在一些實施例中，上述比較器還包括耦合電路，耦合電路并聯于電阻電路，用以耦合輸入電壓至晶體管開關電路的輸入端。

在一些實施例中，上述比較器還包括鎖存器電路，鎖存器電路耦接于晶體管開關電路的輸出端，用以輸出比較結果。

在一些實施例中，上述比較器還包括可調電流源電路，用以提供第二電流，其中第二電流與電阻電路用以產生校正電壓以校正該比較器。

在一些實施例中，上述比較器還包括調整電流源，調整電流源用以提供調整電流，其中調整電流與電阻電路用以產生工作電壓于晶體管開關電路的輸入端，使得晶體管開關電路工作在正常操作區域。