[發(fā)明專利]一種具有輸出級加速功能的電壓比較器有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011452930.2 | 申請日： | 2020-12-11 |
| 公開（公告）號： | CN112636728B | 公開（公告）日： | 2021-08-10 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 鄭直;岳磊;解宜原 | 申請（專利權(quán)）人： | 西南大學(xué) |
| 主分類號： | H03K5/24 | 分類號： | H03K5/24 |
| 代理公司： | 重慶西南華渝專利代理有限公司 50270 | 代理人： | 涂強(qiáng) |
| 地址： | 400700*** | 國省代碼： | 重慶;50 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 具有 輸出 加速 功能 電壓 比較 | ||
本發(fā)明適用于集成電路技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種具有輸出級加速功能的電壓比較器，包括偏置電路、兩級比較器和加速電路；偏置電路作用于兩級比較器和加速電路，提供電壓偏置；兩級比較器包括第一級比較電路和第二級比較電路；加速電路包括加速通路、第一加速支路和第二加速支路；本發(fā)明提供的具有輸出級加速功能的電壓比較器，可以提升兩級比較器的輸出從高電平翻轉(zhuǎn)為低電平時的速度。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及集成電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有輸出級加速功能的電壓比較器。
背景技術(shù)
電壓比較器是集成電路中的重要模塊，電壓比較器主要實(shí)現(xiàn)電壓的比較功能，廣泛應(yīng)用于振蕩器、開關(guān)電源保護(hù)電路以及ADC電路等。尤其是在過溫保護(hù)、過流保護(hù)、過壓保護(hù)等保護(hù)電路的應(yīng)用中，一方面要求電壓比較器具有高精度，即對輸入電壓的分辨率高，以保證實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的保護(hù)點(diǎn)；另一方面還要求電壓比較器具有高速度，以保證快速地進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，防止電路由于長時間處于過溫、過流或者過壓狀態(tài)導(dǎo)致電路損壞。例如，對于某一過流保護(hù)電壓比較器而言，其正向輸入端連接固定的參考電壓，負(fù)向輸入端連接過流保護(hù)采樣電壓，未發(fā)生過流時，采樣電壓低于參考電壓，過流保護(hù)比較器輸出高電平，整個電路正常工作；發(fā)生過流時，采樣電壓高于參考電壓，過流比較器輸出翻轉(zhuǎn)為低電平，這種情況下就要求過流比較器輸出從高電平翻轉(zhuǎn)為低電平的速度快，以迅速關(guān)斷整個電路，防止長時間過流造成電路損壞。
而傳統(tǒng)的高精度電壓比較器采用開環(huán)運(yùn)算放大器結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是開環(huán)增益高，對輸入電壓的分辨率高，缺點(diǎn)是速度慢。傳統(tǒng)的高速比較器采用鎖存器結(jié)構(gòu)，速度較快，但是對輸入電壓的分辨率低，失調(diào)電壓大。為了提升速度，降低傳輸延時，傳統(tǒng)的高精度電壓比較器往往需要增加輸出級的電流，這就導(dǎo)致功耗增加。為了降低失調(diào)電壓，提高對輸入電壓的分辨率，可以在傳統(tǒng)的高速比較器中增加預(yù)放大級或者失調(diào)消除電路，但是會導(dǎo)致功耗增加，同時也加大了設(shè)計復(fù)雜度。
因此，需要一種新穎的電壓比較器電路架構(gòu)，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的精度、速度和功耗等問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提出一種具有輸出級加速功能的電壓比較器，以解決傳統(tǒng)電壓比較器功能不完善，不能同時實(shí)現(xiàn)高精度、高速度和低功耗的性能的問題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供一種具有輸出級加速功能的電壓比較器，包括偏置電路、兩級比較器和加速電路；所述偏置電路作用于所述兩級比較器和所述加速電路，提供電壓偏置；
所述兩級比較器包括第一級比較電路和第二級比較電路；所述加速電路包括加速通路、第一加速支路和第二加速支路；
所述第一級比較電路接入待比較電壓和固定的參考電壓，所述第二級比較電路對所述第一級比較電路的一級輸出進(jìn)行放大，放大后獲得二級輸出，所述二級輸出作為所述兩級比較器的輸出，作用于所述第一加速支路和所述第二加速支路；所述第一加速支路和所述第二加速支路作用于加速通路，所述加速電路作用于所述兩級比較器的輸出；
其中，所述兩級比較器的輸出恒定為高電平或低電平時，所述第一加速支路或所述第二加速支路導(dǎo)通；
所述兩級比較器的輸出從高電平翻轉(zhuǎn)為低電平時，所述第一加速支路和所述第二加速支路使所述加速通路導(dǎo)通，所述第二級比較電路的下拉電流增大，提高所述兩級比較器的輸出的拉低速度。
可選地，所述第一級比較電路包括負(fù)向輸入端、正向輸入端和第一級輸出端，所述第二級比較電路包括第二級輸入端和第二級輸出端，所述負(fù)向輸入端接入待比較電壓、所述正向輸入端接入固定的參考電壓，所述第一級輸出端連接所述第二級輸入端，所述第二級輸出端輸出二級輸出；
所述第一級比較電路包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管和第五MOS管；所述第二級比較電路包括第六MOS管和第七M(jìn)OS管；
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