一种具有动态偏置控制的比较器制造技术

本发明专利技术涉及一种具有动态偏置控制的比较器，其包括比较器；比较器的输入端与预放大器相连，预放大器与偏置信号控制电路的输出端相连；偏置信号控制电路接收并检测输入信号Ｖｉｎ＋的电压峰值，并根据所述电压峰值输出第一偏置电压与第二偏置电压；所述预放大器接收参考信号Ｖｉｎ－、第一偏置电压及第二偏置电压，并根据输入信号Ｖｉｎ＋的幅度，向比较器输出相应的偏置电流。本发明专利技术当第二偏置电压较高时，使场效应管Ｍ１与场效应管Ｍ２的衬底电压升高，场效应管Ｍ１与场效应管Ｍ２的阈值电压Ｖｔｈ升高，降低了场效应管Ｍ１与场效应管Ｍ２的开关电流，降低了比较器的动态功耗；第一偏置电压较低时，降低了场效应管Ｍ４的偏置电流，降低了静态功耗，扩大了比较器的适用范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种比较器，尤其是一种具有动态偏置控制的比较器，具体地说是一 种能够降低静态与动态功耗的比较器，属于模数转换器的

技术介绍
在现代通信及消费类集成电路中，模数转换器是一个重要部件；模数转换器用于 将模拟信号与数字信号间的转换。而对于各种类型的模数转换器，比较器都是必不可少的 重要模块。在高速模数转换器中，比较器的速度决定了模数转换器的速度，提高比较器的速 度一般会增加功耗，从而限制了模数转换器的使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种具有动态偏置控制的比较 器，其结构简单，适用范围广，能够降低动态功耗与静态功耗。按照本专利技术提供的技术方案，所述具有动态偏置控制的比较器，包括比较器；所述 比较器的输入端与预放大器相连，所述预放大器与偏置信号控制电路的输出端相连；偏置 信号控制电路接收并检测输入信号Vin+的电压峰值，并根据所述电压峰值输出第一偏置电 压与第二偏置电压；所述预放大器接收参考信号Vin-、第一偏置电压及第二偏置电压，并根 据输入信号Vin+的幅度，向比较器输出相应的偏置电流。所述预放大器包括场效应管Ml、场效应管M2、场效应管M3及场效应管M4 ；所述场 效应管Ml与场效应管M2的源极相连，并分别与场效应管M3及场效应管M4的漏极端相连， 所述场效应管M3与场效应管M4的源极端均接地；场效应管M4的栅极端与第一偏置电压相 连，场效应管M2的栅极端与参考信号Vin-相连，场效应管Ml的栅极端与输入信号Vin+相 连；场效应管Ml与场效应管M2的衬底均与第二偏置电压相连；场效应管Ml的漏极端通过 电阻Rl与电源Vdd相连，场效应管M2的漏极端通过电阻R2与电源Vdd相连。所述比较器包括场效应管M7与场效应管M8 ；所述场效应管M7与场效应管M8的 源极端均通过开关S3接地；场效应管M7与场效应管M8的漏极端分别通过电阻R3、电阻R4 与电源Vdd相连；场效应管M7的栅极端与场效应管M8的漏极端相连，场效应管M8的栅极端 与场效应管M7的漏极端相连；电阻R3及电阻R4对应于与电源Vdd相连的另一端分别通过 开关Si、开关S2与预放大器的输出端相连。所述偏置信号控制电路包括峰值检测电路，所述峰值检测电路的输出端分别与场 效应管M5及场效应管M6的栅极端相连；场效应管M5的漏极端与电源Vdd相连，场效应管 M5的源极端通过电流源Al接地，电流源Al对应于与场效应管M5的源极端相连的一端形成 第二偏置电压；场效应管M6的源极端接地，场效应管的漏极端通过电流源A2与电源Vdd相 连；电流源A2对应于与场效应管M6的漏极端相连的一端形成第一偏置电压。所述峰值检测电路包括二极管D及电容C ；所述二极管D的阴极端与电容C相连， 电容C的另一端接地；电容C对应于与二极管D的阴极端相连的端部还与场效应管M5及场效应管M6的栅极端相连。所述开关Si、开关S2及开关S3为CMOS管。本专利技术的优点偏置信号控制电路接收并检测输入信号的电压峰值，并输入第一 偏置电压与第二偏置电压，第二偏置电压与场效应管Ml与场效应管M2的衬底相连，第一偏 置电压与场效应管M4的栅极端相连；当输入信号的幅值较大时，第二偏置电压较高，第一 偏置电压较低；当第二偏置电压较高时，从而使场效应管Ml与场效应管M2的衬底电压升 高，场效应管Ml与场效应管M2的阈值电压Vth升高，降低了场效应管Ml与场效应管M2的 开关电流，降低了比较器的动态功耗；当第一偏置电压较低时，降低了场效应管M4的偏置 电流，降低了静态功耗，扩大了比较器的适用范围，安全可靠。附图说明图1为本专利技术的原理示意图。图2为本专利技术偏置信号控制电路的原理示意图。具体实施例方式下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1 图2所示本专利技术包括预放大器1、比较器2及偏置信号控制电路3。如图1所示所述比较器2的输入端与预放大器1相连，所述预放大器1的输入 端与偏置信号控制电路3相连；偏置信号控制电路3接收输入信号Vin+，并检测所述输入 信号Vin+的电压峰值，并根据所述电压峰值分别输出第一偏置电压biasl与第二偏置电压 bias2。预放大器1分别接收输入信号Vin+、参考电压Vin_、第一偏置电压biasl及第二偏 置电压bias2，并向比较器2输出偏置电流，比较器2根据所述偏置电流的大小确定比较输 出结果V。ut ；预放大器1接收第一偏置电压biasl及第二偏置电压bias2，并根据输入信号 Vin+的幅值，输出相应的偏置电流的幅值较小，从而使比较器2的静态功耗及动态功耗降 低，使比较器能够适用于高速模数转换器的需要。所述预放大器1包括场效应管Ml、场效应管M2、场效应管M3及场效应管M4 ；所述 场效应管Ml与场效应管M2的源极相连，并分别与场效应管M3及场效应管M4的漏极端相 连，所述场效应管M3与场效应管M4的源极端均接地；场效应管M4的栅极端与第一偏置电 压相连biasl，场效应管M2的栅极端与参考信号Vin-相连，场效应管Ml的栅极端与输入信 号Vin+相连；场效应管Ml与场效应管M2的衬底均与第二偏置电压相连bias2 ；场效应管Ml 的漏极端通过电阻Rl与电源Vdd相连，场效应管M2的漏极端通过电阻R2与电源Vdd相连； 场效应管M3的栅极端与固定偏置电压nbias相连，所述固定偏置电压nbias用于提供电路 的偏置电流。所述比较器2包括场效应管M7与场效应管M8 ；所述场效应管M7与场效应管M8 的源极端均通过开关S3接地；场效应管M7与场效应管M8的漏极端分别通过电阻R3、电阻 R4与电源Vdd相连；场效应管M7的栅极端与场效应管M8的漏极端相连，场效应管M8的栅 极端与场效应管M7的漏极端相连；电阻R3及电阻R4对应于与电源Vdd相连的另一端分别 通过开关Si、开关S2与预放大器1的输出端相连；即开关Sl与电阻Rl对应于与场效应管 Ml的漏极端相连的端部相连，开关S2与电阻R2对应于与场效应管M2的漏极端相连的端部 相连，预放大器1输出的偏置电流分别通过开关Sl及开关S2输入到比较器2内，从而使比较器2能够输出相应的比较结果V。ut。开关Si、开关S2及开关S3均为COMS管。如图2所示所述偏置信号控制电路3包括峰值检测电路，所述峰值检测电路的 输出端分别与场效应管M5及场效应管M6的栅极端相连；场效应管M5的漏极端与电源Vdd 相连，场效应管M5的源极端通过电流源Al接地，电流源Al对应于与场效应管M5的源极端 相连的一端形成第二偏置电压bias2 ；场效应管M6的源极端接地，场效应管的漏极端通过 电流源A2与电源Vdd相连；电流源A2对应于与场效应管M6的漏极端相连的一端形成第一 偏置电压biasl ；所述峰值检测电路包括二极管D及电容C ；所述二极管D的阴极端与电容 C相连，电容C的另一端接地；电容C对应于与二极管D的阴极端相连的端部还与场效应管 M5及场效应管M6的栅极端相连。场效应管M5构成源极跟随器，场效应管M6构成共源放大 器。当输入信号Vin+的幅值较大时，通过场效应管M5后的第二偏置电压bias2也较高，通 过场效应管M6后的第一偏置电压biasl则较低，通过第一偏置电压biasl与第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有动态偏置控制的比较器，包括比较器（２）；其特征是：所述比较器（２）的输入端与预放大器（１）相连，所述预放大器（１）与偏置信号控制电路（３）的输出端相连；偏置信号控制电路（３）接收并检测输入信号Ｖ↓［ｉｎ］＋的电压峰值，并根据所述电压峰值输出第一偏置电压与第二偏置电压；所述预放大器（１）接收参考信号Ｖ↓［ｉｎ］－、第一偏置电压及第二偏置电压，并根据输入信号Ｖ↓［ｉｎ］＋的幅度，向比较器（２）输出相应的偏置电流。

【技术特征摘要】
一种具有动态偏置控制的比较器，包括比较器(2)；其特征是所述比较器(2)的输入端与预放大器(1)相连，所述预放大器(1)与偏置信号控制电路(3)的输出端相连；偏置信号控制电路(3)接收并检测输入信号Vin+的电压峰值，并根据所述电压峰值输出第一偏置电压与第二偏置电压；所述预放大器(1)接收参考信号Vin 、第一偏置电压及第二偏置电压，并根据输入信号Vin+的幅度，向比较器(2)输出相应的偏置电流。2.根据权利要求1所述的具有动态偏置控制的比较器，其特征是所述预放大器(1) 包括场效应管Ml、场效应管M2、场效应管M3及场效应管M4 ；所述场效应管Ml与场效应管 M2的源极相连，并分别与场效应管M3及场效应管M4的漏极端相连，所述场效应管M3与场 效应管M4的源极端均接地；场效应管M4的栅极端与第一偏置电压相连，场效应管M2的栅 极端与参考信号Vin-相连，场效应管Ml的栅极端与输入信号Vin+相连；场效应管Ml与场 效应管M2的衬底均与第二偏置电压相连；场效应管Ml的漏极端通过电阻Rl与电源Vdd相 连，场效应管M2的漏极端通过电阻R2与电源Vdd相连。3.根据权利要求1所述的具有动态偏置控制的比较器，其特征是所述比较器(2)包 括场效应管M7与场效应管M8 ；所述场效应管M7与场效应管M8的源极端...

【专利技术属性】
技术研发人员：任亚林，
申请(专利权)人：无锡比迅科技有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]