适于高圧域的比较器制造技术

本发明专利技术涉及一种比较器，尤其是一种适于高圧域的比较器。按照本发明专利技术提供的技术方案，所述适于高圧域的比较器，所述比较器包括：比较器本体，包括输入对管以及与所述输入对管适配连接的负载单元，其中，利用所述输入对管接收待比较的输入信号IN1以及输入信号IN2；限压保护单元组，包括若干用于对输入对管限压保护的限压保护单元，其中，限压保护单元组内的限压保护单元与输入对管中的输入管一一对应并适配连接，以利用限压保护单元将所连接输入管的栅源电压限制不高于所述输入管的耐压值。本发明专利技术能适于高圧域的比较，提高比较器的比较精度与可靠性。与可靠性。与可靠性。

【技术实现步骤摘要】
适于高圧域的比较器


[0001]本专利技术涉及一种比较器，尤其是一种适于高圧域的比较器。

技术介绍

[0002]比较器是一种应用十分广泛的模拟电路，其工作原理是比较两个输入信号的大小，并通过输出高、低电平来表示比较结果。比较器可大致分为电流比较器和电压比较器，以电压比较器最为常见。
[0003]电压比较器通常应用于模数转换电路、电源电压保护电路、振荡器电路等，电路设计时需要考虑失调、迟滞、速度、功耗等指标。对于高压域比较器的设计，还需关注电路的耐压能力。目前基于CMOS工艺的比较器电路，因其场效应晶体管的栅极和源极之间的耐压较小，导致高压比较器的设计较为困难。
[0004]一种传统比较器的电路结构如图1所示，是通过电阻R1～电阻R4将高压输入信号IN1、输入信号IN2先进行分压处理，然后再将降压后的电压信号V1、电压信号V2分别接到比较器U1的输入端。其中，电阻R1与电阻R3的比值等于电阻R2与电阻R4的比值，因此，电压信号V1与输入信号IN1的比值等于电压信号V2与输入信号IN2的比值。
[0005]工作时，若输入信号IN1大于输入信号IN2，则表明电压信号V1大于电压信号V2，则比较器U1输出低电平；若输入信号IN1小于输入信号IN2，则表明电压信号V1小于电压信号V2，则比较器U1输出高电平。
[0006]对图1的比较器电路，只需要四个电阻和一个低压域比较器U1即可实现对两个高压信号进行比较处理，结构简单易实现。但是，这种电路由于采用电阻分压方式，会产生漏电流(输入信号IN1、输入信号IN2均为电压信号，在电阻上会产生电流)，为了降低漏电流，通常会将电阻设计的非常大，进而导致电路面积增加。
[0007]此外，通过电阻分压的方式进行降压处理，会因电阻失配和噪声恶化输入信号的线性度，导致比较结果不准确。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种适于高圧域的比较器，其能适于高圧域的比较，提高比较器的比较精度与可靠性。
[0009]按照本专利技术提供的技术方案，所述适于高圧域的比较器，所述比较器包括：
[0010]比较器本体，包括输入对管以及与所述输入对管适配连接的负载单元，其中，利用所述输入对管接收待比较的输入信号IN1以及输入信号IN2；
[0011]限压保护单元组，包括若干用于对输入对管限压保护的限压保护单元，其中，限压保护单元组内的限压保护单元与输入对管中的输入管一一对应并适配连接，以利用限压保护单元将所连接输入管的栅源电压限制不高于所述输入管的耐压值；
[0012]所述限压保护单元包括两个依次串接的限压隔离型NMOS管，其中，所述两个依次串接的限压隔离型NOMS管包括第一限压隔离型NMOS管以及第二限压隔离型NMOS管；
[0013]第一限压隔离型NMOS管的栅极端、漏极端与所对应输入管的栅极端连接，第一限压隔离型NMOS管的衬底、源极端与第二限压隔离型NMOS管的栅极端以及漏极端连接，所述第二限压隔离型NMOS管的衬底、源极端与所对应输入管的源极端连接。
[0014]所述限压保护单元内还包括漏电保护NMOS管，其中，所述漏电保护NMOS管的栅极端、源极端以及衬底均与第二限压隔离型NMOS管的源极端、所述第二限压隔离型NMOS管的衬底连接；
[0015]漏电保护NMOS管的漏极端与所述限压保护单元所对应输入管的源极端连接。
[0016]在输入对管中每个输入管的栅极端均连接一限流电阻，输入管的栅极端利用所连接的限流电阻接收输入信号IN1或输入信号IN2，以利用所述限流电阻对限压保护单元限流保护。
[0017]所述比较器本体内还包括用于提供工作电流的偏置电流单元，其中，
[0018]所述偏置电流单元包括电流源Iref以及与所述电流源Iref适配连接的电流镜，电流源Iref通过电流镜与输入对管中输入管的源极端适配连接。
[0019]所述电流镜包括PMOS管M5以及PMOS管M6，其中，
[0020]PMOS管M5的栅极端、PMOS管M6的栅极端以及PMOS管M6的漏极端均与通过电流源Iref接地，PMOS管M6的源极端以及PMOS管M5的源极端均与电源VDD连接，PMOS管M5的漏极端与输入对管中输入管的源极端以及限压保护单元适配连接。
[0021]输入对管包括PMOS输入管M1以及PMOS输入管M2，PMOS输入管M1的源极端与PMOS输入管M2的源极端连接；
[0022]负载单元包括NMOS管M3以及NMOS管M4，其中，NMOS管M3的栅极端、NMOS管M3的漏极端、NMOS管M4的栅极端与PMOS输入管M1的漏极端连接，NMOS管M4的漏极端与PMOS输入管M2的漏极端连接，并形成比较器本体的输出端OUT；
[0023]NMOS管M3的源极端以及NMOS管M4的源极端接地。
[0024]输入对管包括PMOS输入管M1以及PMOS输入管M2，PMOS输入管M1的源极端与PMOS输入管M2的源极端连接；
[0025]负载单元包括NMOS管M7、NMOS管M8、NMOS管M9以及NMOS管M10，其中，
[0026]NMOS管M7的漏极端与NMOS管M7的栅极端、NMOS管M9的栅极端、NMOS管M10的漏极端以及PMOS输入管M1的漏极端连接，并形成差分输出端OUT1；
[0027]NMOS管M8的漏极端与NMOS管M8的栅极端、NMOS管M10的栅极端、NMOS管M9的漏极端以及PMO输入管M2的漏极端连接，并形成差分输出端OUT2；
[0028]NMOS管M7的源极端、NMOS管M8的源极端、NMOS管M9的源极端以及NMOS管M10的源极端均接地。
[0029]NMOS管M7、NMOS管M8、NMOS管M9以及NMOS管M10相应的导电沟道宽长比相同。
[0030]本专利技术的优点：对输入对管中的输入管，利用一限压保护单元与所述输入管的源极端与所述输入管的栅极端适配连接，以利用限压保护单元内依次串接的限压隔离型NMOS管将所连接输入管的栅源电压限制不超过所述输入管的耐压值。
[0031]当限压保护单元内依次串接的限压隔离型NMOS管导通时，通过漏电保护NMOS管与限压隔离型NMOS管配合，可实现输入管处于自保护状态。
[0032]采用带有正反馈的NMOS有源负载作为负载单元，一方面可以增加比较器增益进而
提升比较器的精度，另一方面因为是低阻抗有源负载，可以确保比较器的电源处在高压域时有源负载上的电压较小，负载不会被高压打坏，也即所述比较器能适于高圧域的比较，且可提高比较器的比较精度与可靠性。
附图说明
[0033]图1为现有电压比较器的一种实施例示意图。
[0034]图2为本专利技术比较器的一种实施例示意图。
[0035]图3为本专利技术比较器的另一种实施例示意图。
[0036]图4为本专利技术比较器的第三种实施例示意图。
具体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适于高圧域的比较器，其特征是，所述比较器包括：比较器本体，包括输入对管以及与所述输入对管适配连接的负载单元，其中，利用所述输入对管接收待比较的输入信号IN1以及输入信号IN2；限压保护单元组，包括若干用于对输入对管限压保护的限压保护单元，其中，限压保护单元组内的限压保护单元与输入对管中的输入管一一对应并适配连接，以利用限压保护单元将所连接输入管的栅源电压限制不高于所述输入管的耐压值；所述限压保护单元包括两个依次串接的限压隔离型NMOS管，其中，所述两个依次串接的限压隔离型NOMS管包括第一限压隔离型NMOS管以及第二限压隔离型NMOS管；第一限压隔离型NMOS管的栅极端、漏极端与所对应输入管的栅极端连接，第一限压隔离型NMOS管的衬底、源极端与第二限压隔离型NMOS管的栅极端以及漏极端连接，所述第二限压隔离型NMOS管的衬底、源极端与所对应输入管的源极端连接。2.根据权利要求1所述的适于高圧域的比较器，其特征是：所述限压保护单元内还包括漏电保护NMOS管，其中，所述漏电保护NMOS管的栅极端、源极端以及衬底均与第二限压隔离型NMOS管的源极端、所述第二限压隔离型NMOS管的衬底连接；漏电保护NMOS管的漏极端与所述限压保护单元所对应输入管的源极端连接。3.根据权利要求1所述的适于高圧域的比较器，其特征是：在输入对管中每个输入管的栅极端均连接一限流电阻，输入管的栅极端利用所连接的限流电阻接收输入信号IN1或输入信号IN2，以利用所述限流电阻对限压保护单元限流保护。4.根据权利要求1所述的适于高圧域的比较器，其特征是：所述比较器本体内还包括用于提供工作电流的偏置电流单元，其中，所述偏置电流单元包括电流源Iref以及与所述电流源Iref适配连接的电流镜，电流源Iref通过电流镜与输入对管中输入管的源极端适配连接。5.根据权利要求4所述的适于高圧域的比较器，其特征是：所述电流镜包括PM...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚俊杰，费俊驰，张军，庄志伟，
申请(专利权)人：无锡英迪芯微电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：