本申请实施例提供的一种动态比较器、模数转换器和集成电路芯片。该动态比较器包括动态前置预放大器和锁存比较器，所述动态前置预放大器包括NMOS前置放大器和PMOS前置放大器，所述NMOS前置放大器电连接至第一输入端和第二输入端，所述PMOS前置放大器电连接至所述第一输入端和所述第二输入端，所述锁存比较器电连接至所述动态前置预放大器的第一输出节点和第二输出节点，所述锁存比较器还电连接至第一输出端和第二输出端。本申请实施例中，NMOS前置放大器可在较高的共模电压下工作，而PMOS前置放大器可在较低的共模电压下工作，从而扩宽了动态比较器的共模电压的输入范围，使得动态比较器具有较宽的共模电压的输入范围。
【技术实现步骤摘要】
本申请实施例涉及集成电路，尤其涉及一种动态比较器、模数转换器和集成电路芯片。
技术介绍
1、动态比较器作为模拟集成电路中的一个重要模块，广泛应用于各种模数转换器的设计当中，为模数转换器提供模拟信号到数字信号的直接桥梁。动态比较器作为连接模拟信号和数字信号的接口，可以提供轨到轨的输出范围，直接将模拟信号数字化。
2、轨到轨输入意味着比较器可以接受接近其供电电压范围的输入信号，例如，若比较器的供电电压是0v到5v，那么轨到轨输入的比较器可以处理从接近0v至接近5v的输入信号，这种特性使得比较器在处理宽范围的输入信号时更为灵活。比较器作为模数转换器不可或缺的重要模块，其速度和精度决定了模数转换器的性能。在高速中低精度(12bit及以下)的逐次逼近型(successive approximation register，sar)模数转换器(analog todigital converter，adc)中，使用传统的静态前置预放大器和锁存比较器的比较器结构会造成较大的功耗，而使用动态前置预放大器和锁存比较器的比较器结构可以在功耗和速度以及精度之间得到很好的折中效果。
3、传统的动态比较器应用于sar adc时，动态比较器若能够具有较宽的共模电压输入范围，可以抵抗电容阵列上共模电压的变化，例如，使用数模转换器(digital to analogconverter，dac)电容阵列采用单调开关切换策略的时候，动态比较器输入端的共模电压会发生极大的变化。此时，一个具有宽输入共模电压范围的动态比较器具有极大的作用。
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p>4、但是，现有技术中，动态比较器的共模电压的输入范围较小。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请实施例提供一种动态比较器、模数转换器和集成电路芯片，用于扩宽动态比较器的共模电压的输入范围，使得动态比较器具有较宽的共模电压的输入范围。
2、第一方面，本申请实施例提供了一种动态比较器，其特征在于，包括：动态前置预放大器和锁存比较器，所述动态前置预放大器包括nmos前置放大器和pmos前置放大器，所述nmos前置放大器电连接至第一输入端和第二输入端，所述pmos前置放大器电连接至所述第一输入端和所述第二输入端，所述锁存比较器电连接至所述动态前置预放大器的第一输出节点和第二输出节点，所述锁存比较器还电连接至第一输出端和第二输出端；
3、当输入的共模电压大于或等于第一设定阈值时，所述nmos前置放大器在所述共模电压的控制下工作；或者，当输入的共模电压小于或等于第二设定阈值时，所述pmos前置放大器在所述共模电压的控制下工作；或者，当输入的共模电压大于第二设定阈值且小于第一设定阈值时，所述nmos前置放大器和所述pmos前置放大器在所述共模电压的控制下同时工作；
4、所述锁存比较器，用于在所述nmos前置放大器和/或所述pmos前置放大器工作时输出的触发电压的触发下，输出比较结果。
5、在一种可能的实现方式中，所述动态前置预放大器还包括连接器，所述pmos前置放大器通过所述连接器电连接至所述第一输出节点和所述第二输出节点。
6、在一种可能的实现方式中，所述触发电压包括第一触发电压和第二触发电压；
7、所述第一输出节点用于输出所述第一触发电压；
8、所述第二输出节点用于输出所述第二触发电压；
9、所述锁存比较器具体用于在所述第一触发电压的下降沿和所述第二触发电压的下降沿的触发下，输出比较结果。
10、在一种可能的实现方式中，所述nmos前置放大器包括：第一开关管、第二开关管、第五开关管、第十开关管和第十一开关管；
11、所述第一开关管的控制端电连接至第一时钟信号端，所述第一开关管的第一端电连接至所述第二开关管的第二端和所述第五开关管的第二端，所述第一开关管的第二端电连接至第一电源端；
12、所述第二开关管的控制端电连接至所述第一输入端，所述第二开关管的第一端电连接至所述第一输出节点；
13、所述第五开关管的控制端电连接至所述第二输入端，所述第五开关管的第一端电连接至所述第二输出节点；
14、所述第十开关管的控制端电连接至所述第一时钟信号端，所述第十开关管的第一端电连接至第二电源端，所述第十开关管的第二端电连接至所述第一输出节点；
15、所述第十一开关管的控制端电连接至所述第一时钟信号端，所述第十一开关管的第一端电连接至所述第二电源端，所述第十一开关管的第二端电连接至所述第二输出节点。
16、在一种可能的实现方式中，所述pmos前置放大器包括：第三开关管、第四开关管、第八开关管、第九开关管和第十二开关管；
17、所述第三开关管的控制端电连接至第二时钟信号端，所述第三开关管的第一端电连接至第一连接节点，所述第三开关管的第二端电连接至第一电源端；
18、所述第四开关管的控制端电连接至所述第二时钟信号端，所述第四开关管的第一端电连接至第二连接节点，所述第四开关管的第二端电连接至所述第一电源端；
19、所述第八开关管的控制端电连接至所述第一输入端，所述第八开关管的第一端电连接至所述第十二开关管的第二端，所述第八开关管的第二端电连接至所述第一连接节点；
20、所述第九开关管的控制端电连接至所述第二输入端，所述第九开关管的第一端电连接至所述第十二开关管的第二端，所述第九开关管的第二端电连接至所述第二连接节点；
21、所述第十二开关管的控制端电连接至所述第二时钟信号端，所述第十二开关管的第一端电连接至第二电源端。
22、在一种可能的实现方式中，所述连接器包括：第六开关管和第七开关管；
23、所述第六开关管的控制端电连接至所述第二连接节点，所述第六开关管的第一端电连接至所述第一输出节点，所述第六开关管的第二端电连接至所述第一电源端；
24、所述第七开关管的控制端电连接至所述第一连接节点，所述第七开关管的第一端电连接至所述第二输出节点，所述第七开关管的第二端电连接至所述第一电源端。
25、在一种可能的实现方式中，所述锁存比较器包括：锁存比较结构和辅助结构，所述锁存比较结构电连接至所述第一输出节点和所述第二输出节点，所述辅助结构电连接至所述锁存比较结构；
26、所述锁存比较结构，用于在所述第一触发电压的下降沿和所述第二触发电压的下降沿的触发下，输出所述比较结果；
27、所述辅助结构，用于在所述比较结果的控制下向所述锁存比较结构提供偏置电流。
28、在一种可能的实现方式中，所述锁存比较结构包括：第十三开关管、第十四开关管、第十五开关管、第十六开关管、第十七开关管、第十八开关管、第十九开关管和第二十开关管；
29、所述第十三开关管的控制端电连接至所述第一输出节点，所述第十三开关管的第一端电连接至第一输出端，所述第十三开关管的第二端电连接至第一电源端；
30、所述第十四开关管的控制端本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种动态比较器，其特征在于，包括：动态前置预放大器和锁存比较器，所述动态前置预放大器包括NMOS前置放大器和PMOS前置放大器，所述NMOS前置放大器电连接至第一输入端和第二输入端，所述PMOS前置放大器电连接至所述第一输入端和所述第二输入端，所述锁存比较器电连接至所述动态前置预放大器的第一输出节点和第二输出节点，所述锁存比较器还电连接至第一输出端和第二输出端；
2.根据权利要求1所述的动态比较器，其特征在于，所述动态前置预放大器还包括连接器，所述PMOS前置放大器通过所述连接器电连接至所述第一输出节点和所述第二输出节点。
3.根据权利要求1所述的动态比较器，其特征在于，所述触发电压包括第一触发电压和第二触发电压；
4.根据权利要求1所述的动态比较器，其特征在于，所述NMOS前置放大器包括：第一开关管、第二开关管、第五开关管、第十开关管和第十一开关管；
5.根据权利要求2所述的动态比较器，其特征在于，所述PMOS前置放大器包括：第三开关管、第四开关管、第八开关管、第九开关管和第十二开关管；
6.根据权利要求5所述的动态比较器，其特征在于，所述连接器包括：第六开关管和第七开关管；
7.根据权利要求3所述的动态比较器，其特征在于，所述锁存比较器包括：锁存比较结构和辅助结构，所述锁存比较结构电连接至所述第一输出节点和所述第二输出节点，所述辅助结构电连接至所述锁存比较结构；
8.根据权利要求7所述的动态比较器，其特征在于，所述锁存比较结构包括：第十三开关管、第十四开关管、第十五开关管、第十六开关管、第十七开关管、第十八开关管、第十九开关管和第二十开关管；
9.根据权利要求7所述的动态比较器，其特征在于，所述辅助结构包括：第二十一开关管、第二十二开关管、第二十三开关管、第二十四开关管和异或门；
10.一种模数转换器，其特征在于，包括：权利要求1至9任一项所述的动态比较器。
11.一种集成电路芯片，其特征在于，包括：权利要求1至9任一项所述的动态比较器，或者权利要求10所述的模数转换器。
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【技术特征摘要】
1.一种动态比较器，其特征在于，包括：动态前置预放大器和锁存比较器，所述动态前置预放大器包括nmos前置放大器和pmos前置放大器，所述nmos前置放大器电连接至第一输入端和第二输入端，所述pmos前置放大器电连接至所述第一输入端和所述第二输入端，所述锁存比较器电连接至所述动态前置预放大器的第一输出节点和第二输出节点，所述锁存比较器还电连接至第一输出端和第二输出端；
2.根据权利要求1所述的动态比较器，其特征在于，所述动态前置预放大器还包括连接器，所述pmos前置放大器通过所述连接器电连接至所述第一输出节点和所述第二输出节点。
3.根据权利要求1所述的动态比较器，其特征在于，所述触发电压包括第一触发电压和第二触发电压；
4.根据权利要求1所述的动态比较器，其特征在于，所述nmos前置放大器包括：第一开关管、第二开关管、第五开关管、第十开关管和第十一开关管；
5.根据权利要求2所述的动态比较器，其特征在于，所述pmos前置放大器包括：第三开关管、第四开关管...
【专利技术属性】
技术研发人员：王玉磊，姜秀彬，郑志渊，张琪，王凯，吴智伟，黄凯，郑丹丹，冯炯，刘智力，
申请(专利权)人：杭州朔天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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