[發明專利]一種應用于高速模數轉換器的高速比較器

在審

• 申請號: 202111167785.8
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113872574A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 高昊;張翼;方韻;姜婷;莊宇航;姚佳飛;賀林;蔡志匡;肖建;郭宇鋒
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學;南京郵電大學南通研究院有限公司
• 主分類號: H03K5/24
• 分類號: H03K5/24
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 張玉紅

1.一種應用于高速模數轉換器的高速比較器，其特征在于：所述高速比較器包括比較器模塊和回轉器模塊；

所述比較器模塊包括前置放大電路、輸入緩沖再生電路，復位電路；所述前置放大電路將差分輸入信號放大為共模電壓，所述輸入緩沖再生電路部分利用鎖存器實現再生，所述復位電路利用高電平實現復位，建立新的比較器；

所述回轉器與輸入緩沖再生電路的輸出相連，建立外部充電路徑形成負電容與輸入緩沖再生電路中的寄生電容抵消，從而減少寄生電容。

2.根據權利要求1所述的一種應用于高速模數轉換器的高速比較器，其特征在于：所述比較器模塊還包括偏置電壓輸入電路，其中電源電壓接M1的源極，M1的漏級和M2的源極相接，M2的漏極與M3和M4的源極相接。

3.根據權利要求1所述的一種應用于高速模數轉換器的高速比較器，其特征在于：所述前置放大電路的具體電路結構為，差分輸入信號INP從PMOS管M3的柵極進入，INN則從PMOS管M4的柵級進入，得到兩個輸出信號，分別從PMOS管M3和M4的漏極出來，進入到輸入緩沖再生電路中。

4.根據權利要求1所述的一種應用于高速模數轉換器的高速比較器，其特征在于：所述輸入緩沖再生電路的具體電路結構為，從前置放大電路中的PMOS管M3的漏極出來的輸出信號從NMOS管M5的漏極中進入，從前置放大電路中的PMOS管M4的漏極出來的輸出信號從NMOS管M6的漏極中進入；NMOS管MS的柵極和NMOS管M6的漏極、PMOS管M4的漏極相連，NMOS管M6的柵極和NMOS管M5的漏極、PMOS管M3的漏極相連，NMOS管M5和M6的源極分別和地相接；NMOS管M5和M6交叉耦合，構成鎖存器；一旦比較器達到共模電壓，鎖存器就會形成一個再生電路，將OUTN和OUTP放大到數字邏輯電平。

5.根據權利要求1所述的一種應用于高速模數轉換器的高速比較器，其特征在于：所述復位電路的具體電路結構為，復位信號CLK分別從NMOS管M7和M8的柵極進入；NMOS管M7的漏極與NMOS管M6的柵極、NMOS管M5的漏極、PMOS管M3的漏極以及電容C_p相接，電容C_p的另一端接地；NMOS管M8的漏極與NMOS管M5的柵極、NMOS管M5的漏極、PMOS管M4的漏極以及電容C_p相接，電容C_p的另一端接地；NMOS管M7和NMOS管M8的源極也接地；當CLK輸入為高電平，比較器處于復位階段，上一周期的記憶被重置。

6.根據權利要求1所述的一種應用于高速模數轉換器的高速比較器，其特征在于：所述回轉器的具體電路結構為，PMOS管M11和M12交叉耦合，形成鎖存器，差分節點上的電壓允許電容器C_f作為為電容器C_p充電的外部充電路徑；其中，PMOS管M11的源極和PMOS管M4的漏極的輸出端口OUTP、PMOS管M12的漏極相連；其中，PMOS管M12源極和PMOS管M3的漏極的輸出端口OUTN、PMOS管M11的漏極相連；PMOS管M11的源極和電容C_f、PMOS管M14的源極以及PMOS管M9的漏極相接；PMOS管M12的源極和電容C_f、PMOS管M14的漏極以及PMOS管M10的漏極相接；電容C_f的兩端分別接在PMOS管M11和M12的源極；PMOS管M14的源極與PMOS管M11的源極和PMOS管M9的漏極相接，PMOS管M14的漏極與PMOS管M12的源極和PMOS管M9的漏極相接，輸入信號從PMOS管M14的柵極進入。

7.根據權利要求1所述的一種應用于高速模數轉換器的高速比較器，其特征在于：所述高速比較器中，PMOS管M9和M10的源極與電源電壓相接，柵極互相連接，提供偏置電壓，M9的漏極與M11、M14的源極相接，M10的漏極與M14的漏極、M12的源極相接；M11和M12共模分別與OUTN和OUTP相連；此外，該差分節點上的電壓允許電容器C_f作為外部充電路徑，C_p為電容器充電，從而減小寄生電容。