预放大电路及比较器制造技术

本申请涉及模数转换器技术领域，公开一种预放大电路，预放大电路为差分对称结构，应用于比较器，包括：第一、第二共模信号输出端；第一、第二电流补充MOS管，对称设置于差分对称结构的两侧，分别用于补充对应侧结构的电流；其中，电流补充MOS管的栅极连接对应侧结构的共模信号输出端，漏极连接第九MOS管的漏极，源极连接供电电源或接地；第九MOS管在预放大电路中用于负反馈电压。该预放大电路在实现较大增益的同时，既能减小芯片的面积，又降低芯片的功耗。本申请还公开一种比较器。本申请还公开一种比较器。本申请还公开一种比较器。

【技术实现步骤摘要】
预放大电路及比较器


[0001]本申请涉及模数转换器
，例如涉及一种预放大电路及比较器。

技术介绍

[0002]常见的ADC(模数转换器)类型包括多种，其中，FLASH ADC是速度最快的ADC，但需使用数个比较器。且若FLASH ADC需达到较高速度，则每个比较器就需以相对较高的功耗水平运行。
[0003]FLASH ADC的比较器一般采用预放大电路+锁存器(Latch)+输出级的结构，且具有复用特性。在高速应用中其预放大电路的MOS管尺寸会比较小以获得更快的再生速度，较小的MOS管尺寸会引入更大的漂移，这对预放大电路的增益要求更高。
[0004]相关技术中，预放大电路的负载为电阻和MOS管的跨导倒数并联而成。需较大阻值的电阻才能降低对预放大电路的增益影响，而阻值大的电阻在芯片占用的面积大，导致芯片面积增大。或者，预放大电路的负载为两个并联MOS管的跨导倒数之差，且在两个MOS管的尺寸接近时，可实现较大增益。但两个MOS尺寸接近，使得二者的偏置电流接近，导致电路相对于单MOS管负载的功耗增大。
[0005]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0006]为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。
[0007]本公开实施例提供一种用于比较器的预放大电路、比较器，在实现较大增益的同时，既能减小芯片的面积，又降低芯片的功耗。
[0008]在一些实施例中，所述预放大电路为差分对称结构，应用于比较器，包括：第一、第二共模信号输出端；第一、第二电流补充MOS管，对称设置于差分对称结构的两侧，分别用于补充对应侧结构的电流；其中，电流补充MOS管的栅极连接对应侧结构的共模信号输出端，漏极连接第九MOS管的漏极，源极连接供电电源或接地；第九MOS管在预放大电路中用于负反馈电压。
[0009]在一些实施例中，所述比较器包括：锁存器，包括信号输入端；和，如前述的预放大电路；输出缓冲器，用于将锁存器的输出信号转换成逻辑信号；其中，预放大电路的共模信号输出端与锁存器的信号输入端连接。
[0010]本公开实施例提供的用于比较器的预放大电路、比较器，可以实现以下技术效果：
[0011]本公开实施例中，预放大电路的两对称侧分别添加一个电流补充MOS管。在预放大电路放大过程中，电流补充MOS管通过正反馈提高预放大电路的电流，从而将共模信号的输出端电压的压差拉大，实现较大的增益。同时，预放大电路的负载不变，使得整个电路的功
耗也相对较低。且电流补充MOS管相比现有技术中的负载电阻，在芯片所需的面积减小。
[0012]以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。
附图说明
[0013]一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：
[0014]图1是相关技术中一个预放大电路的整体示意图；
[0015]图2是相关技术中另一个预放大电路的整体示意图；
[0016]图3是本公开实施例提供的一个预放大电路的结构示意图；
[0017]图4是本公开实施例提供的另一个预放大电路的结构示意图；
[0018]图5是本公开实施例提供的一个比较器的结构示意图；
[0019]图6是本公开实施例提供的另一个比较器的结构示意图；
[0020]图7是本公开实施例提供的一个比较器的部分电压的变化示意图；
[0021]图8是本公开实施例提供的另一个预放大电路的结构示意图。
[0022]附图标记：
[0023]101：预放大电路；102：锁存器；103：输出缓冲器；
[0024]M1：第一输入MOS管；M2：第二输入MOS管；M3：第三MOS管；M4：第四MOS管；M5：第五MOS管；M6：第六MOS管；M7：第一电流补充MOS管；M8：第二电流补充MOS管；M9：第九MOS管；M10：第十MOS管；M11：第十一MOS管。
具体实施方式
[0025]为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与
技术实现思路
，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。
[0026]本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
[0027]本公开实施例中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本公开实施例及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本公开实施例中的具体含义。
[0028]另外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，
可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开实施例中的具体含义。
[0029]除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。
[0030]本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。
[0031]术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。
[0032]需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0033]目前，常用的能够实现共模点自偏置的预放大电路结构如图1、2所示。图1中，负载由PMOS管M1的跨导倒数1/gm1减去PMOS管M2的跨导倒数1/gm2构成，当M1和M2的尺寸接近时，可以实现较大增益。但因M1和M2偏置电流接近，电路相较于单PMOS负载，功耗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预放大电路，预放大电路为差分对称结构，应用于比较器，其特征在于，包括：第一、第二共模信号输出端；第一、第二电流补充MOS管，对称设置于差分对称结构的两侧，分别用于补充对应侧结构的电流；其中，电流补充MOS管的栅极连接对应侧结构的共模信号输出端，漏极连接第九MOS管的漏极，源极连接供电电源或接地；第九MOS管在预放大电路中用于负反馈电压。2.根据权利要求1所述的预放大电路，其特征在于，在静态工作时，第一、第二电流补充MOS管处于微导通状态；其中，微导通状态是指V
gs
＜V
gs(th)
，且I
ds
＞0；V
gs
、I
ds
分别是指静态工作时第一、第二电流补充MOS管的栅源极电压、漏源电流，V
gs(th)
是指第一、第二电流补充MOS管的开启电压。3.根据权利要求1所述的预放大电路，其特征在于，在静态工作时，第九MOS管的漏源电流大于差分对称结构两侧电流之和。4.根据权利要求1所述的预放大电路，其特征在于，在预放大电路连接锁存器电路的情况下；预放大电路还包括：第三MOS管，漏极连接第一共模信号输出端，源极连接第一输入MOS管，栅极连接供电电源；和，第四MOS管，漏极连接第二共模信号输出端，源极连接第二输入MOS管，栅极连接供电电源；其中，第一、第二输入MOS管的栅极分别连接第一、第二共模信号输入端。5.根据权利要求4所述的预放大电路，其特征在于，第一输入MOS管的漏极连接第三MOS管的源极，源极连接第九MOS管的漏极；第二输入MOS管的漏极连接第四MOS管的源极，源极连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄金煌，
申请(专利权)人：北京紫光青藤微系统有限公司，
类型：发明
国别省市：