[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于低功耗芯片的遲滯比較器電路

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911366942.0
• 申請(qǐng)日: 2019-12-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111130520A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張文偉;王曉飛;宋瑞潮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安中科阿爾法電子科技有限公司
• 主分類號(hào): H03K17/22
• 分類號(hào): H03K17/22
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 羅笛

本發(fā)明公開(kāi)一種應(yīng)用于低功耗芯片的遲滯比較器電路，包括開(kāi)環(huán)預(yù)放大電路，開(kāi)環(huán)預(yù)放大電路用于將兩個(gè)輸入端的差分電壓進(jìn)行放大后輸出到buffer電路，buffer電路是一個(gè)射隨電路，將接收到的差分電壓的共模電平降低一個(gè)PN結(jié)電壓輸出到過(guò)零比較器的輸入，過(guò)零比較器的輸出連接正反饋環(huán)路的輸入，正反饋環(huán)路的輸出反饋信號(hào)至開(kāi)環(huán)預(yù)放大電路的輸入端。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的比較器的遲滯隨溫度工藝等產(chǎn)生較大漂移，無(wú)法滿足較高精度應(yīng)用以及掉電后比較器輸出狀態(tài)無(wú)法保存的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于集成電路技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種低功耗芯片的遲滯比較器電路。

背景技術(shù)

現(xiàn)代生活中電子產(chǎn)品不斷革新，芯片作為最核心的元件，應(yīng)用上對(duì)其性能和功耗要求也越來(lái)越嚴(yán)格，因模擬芯片具有集成度高，工作溫度范圍廣，響應(yīng)速度快，輸出穩(wěn)定等特點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。

遲滯比較器是一個(gè)具有遲滯回環(huán)傳輸特性的比較器。遲滯比較器又可理解為加正反饋的單限比較器。

對(duì)于單限比較器，如果輸入信號(hào)Uin在門(mén)限值附近有微小的干擾，則輸出電壓就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的抖動(dòng)(起伏)。在電路中引入正反饋可以克服這一缺點(diǎn)。現(xiàn)有的遲滯比較器的電路結(jié)構(gòu)如圖8所示，其中工作原理為：

假設(shè)初始狀態(tài)為V-V+，輸出為低電平，此時(shí)滿足：

輸入信號(hào)Vin由大變小，小于V+時(shí)，輸出跳變?yōu)楦唠娖剑藭r(shí)滿足：

輸入信號(hào)Vin由小再變大時(shí)，大于公式(2)中的V+時(shí)輸出跳變?yōu)榈碗娖健Ｓ缮戏治隹梢钥闯觯t滯比較器有兩個(gè)門(mén)限電壓。輸入單方向變化時(shí)，輸出只跳變一次。輸入由大變小時(shí)，對(duì)應(yīng)小的門(mén)限電壓；輸入由小變大時(shí)，對(duì)應(yīng)大的門(mén)限電壓。在兩個(gè)門(mén)限電壓之間，輸出保持原來(lái)的輸出。

圖9為現(xiàn)有技術(shù)中遲滯比較器的電壓傳輸特性圖，不難看出，當(dāng)輸出狀態(tài)一旦轉(zhuǎn)換后，只要在跳變電壓值附近的干擾不超過(guò)兩個(gè)閾值之差ΔU(ΔU＝U₊-U_-)，輸出電壓的值就將是穩(wěn)定的。但隨之而來(lái)的是分辨率降低。因?yàn)閷?duì)遲滯比較器來(lái)說(shuō)，它不能分辨差別小于ΔU的兩個(gè)輸入電壓值。遲滯比較器加有正反饋可以加快比較器的響應(yīng)速度，這是它的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。除此之外，由于遲滯比較器加的正反饋很強(qiáng)，遠(yuǎn)比電路中的寄生耦合強(qiáng)得多，故遲滯比較器還可免除由于電路寄生耦合而產(chǎn)生的自激振蕩。

目前現(xiàn)有電路中存在以下問(wèn)題：

首先，現(xiàn)有的比較器為先放大再比較，該方法主要的問(wèn)題在于比較器的遲滯隨溫度工藝等產(chǎn)生較大漂移，無(wú)法滿足較高精度的應(yīng)用。所以，基于以上的總結(jié)和分析需改變遲滯比較器的模塊結(jié)構(gòu)。

其次，一旦比較器的輸入電源掉電，再次上電時(shí)比較器的狀態(tài)是隨機(jī)的，可能是高電平，也可能是低電平，這對(duì)于芯片內(nèi)部使用脈沖電源供電的低功耗應(yīng)用來(lái)說(shuō)，是不能接受的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種低功耗芯片的遲滯比較器電路，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的比較器的遲滯隨溫度工藝等產(chǎn)生較大漂移，無(wú)法滿足較高精度應(yīng)用以及掉電后比較器輸出狀態(tài)無(wú)法保存的問(wèn)題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，

一種低功耗芯片的遲滯比較器電路，包括開(kāi)環(huán)預(yù)放大電路，開(kāi)環(huán)預(yù)放大電路用于將兩個(gè)輸入端的差分電壓進(jìn)行放大后輸出到buffer電路，buffer電路是一個(gè)射隨電路，將接收到的差分電壓的共模電平降低一個(gè)PN結(jié)電壓輸出到過(guò)零比較器的輸入，過(guò)零比較器的輸出連接正反饋環(huán)路的輸入，正反饋環(huán)路的輸出反饋信號(hào)至開(kāi)環(huán)預(yù)放大電路的輸入端。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，