[发明专利]改善低电压输出的比较器电路架构

说明书

技术领域

本发明涉及一种改善低电压输出的比较器电路架构，尤其涉及一种改善传统比较器电路遇到电源电压过低时，其内部节点处于非稳态状态，而使得其输出为不可预测信号，本发明可通过加入电容使得比较器在电源电压过低时，仍可输出固定电位，以避免因输出不可预测信号造成应用电路错误，以维持电路整体稳定度。

背景技术

公知的比较器通常由偏压电路、输入差动级与输出级组成，当电源电压初始值由0V开始爬升后，此时在比较器前端的偏压电路未能正常工作，进而造成该比较器也无法正常工作，致使比较器的输出电压呈现不可预知信号(Unknown)状态，当应用电路需使用比较器的输出状态来做设定判别时，即造成该状态无法确定。而需要等到电源电压高于偏压电路的最低工作电压后，比较器才会较为稳定并具有正确的电压输出。

发明内容

基于解决以上所述现有技术的缺陷，本发明为一种改善低电压输出的比较器电路架构，主要目的为改善传统比较器电路遇到电源电压过低时，其内部节点处于非稳态状态，而使得其输出为不可预测信号，本实施方式可通过加入电容使得比较器在电源电压过低时，仍可输出固定电位，以避免因输出不可预测信号造成应用电路错误，以维持电路整体稳定度。

本发明提出一种改善低电压输出的比较器电路架构，包括偏压电路、差动对级电路与输出级电路，其中该差动对级电路分别与具有最低可工作电压的该偏压电路、输出级电路连接，并且该偏压电路最低可工作电压大于该输出级电路电压；在比较器输入差动对级电路与输出级电路之间，增设两个连接至电源电压的电容；其中该输出级电路包含P型金属氧化物半导体场效应晶体管及N型金属氧化物半导体场效应晶体管，且输出级电路电压是N型金属氧化物半导体场效应晶体管的导通电压。

本发明还提出一种改善低电压输出的比较器电路架构，包括偏压电路、差动对级电路与输出级电路，其中该差动对级电路分别与具有最低可工作电压的该偏压电路、输出级电路连接，并且该偏压电路最低可工作电压大于该输出级电路电压；在比较器输入差动对级电路与输出级电路之间，增设两个连接至接地的电容；其中该输出级电路包含P型金属氧化物半导体场效应晶体管及N型金属氧化物半导体场效应晶体管，且输出级电路电压是N型金属氧化物半导体场效应晶体管的导通电压。

本发明还提出一种比较器电路的操作方法，适用于上述的比较器电路架构，其输出状态包括不可预知信号状态、指定电压及正常工作状态，该电源电压由零电位爬升或由高电位下降，该操作方法包括以下步骤：步骤a，开始；步骤b，判断电压电源是否大于输出级电路电压，若判断结果为是，执行步骤d；若判断结果为否，执行步骤c；其中该输出级电路包含P型金属氧化物半导体场效应晶体管及N型金属氧化物半导体场效应晶体管，且输出级电路电压是N型金属氧化物半导体场效应晶体管的导通电压；步骤c，比较器输出不可预知信号状态；步骤d，判断电压电源是否大于偏压电路最低工作电压，若判断结果为是，执行步骤f；若判断结果为否，执行步骤e；步骤e，比较器输出维持于指定电压；步骤f，比较器输出为正常工作状态；以及步骤g，结束。

上述比较器电路的操作方法中，该输出级电路还可包含P型金属氧化物半导体场效应晶体管及N型金属氧化物半导体场效应晶体管。

上述比较器电路的操作方法中，该步骤b的输出级电路电压可以是N型金属氧化物半导体场效应晶体管的导通电压。

本发明所提出的崭新电路架构，可使得比较器在电源电压未达到偏压电路的最低工作电压时，仍能输出指定的电压电平。

以下通过附图、附图标记说明及具体实施方式的详细描述，进一步更深入地说明本发明。

附图说明

图1为本发明改善低电压输出的比较器第一电路实施架构图；

图2为图1的电源电压大于输出级电路但小于偏压电路的动作示意图；

图3为图1的电源电压大于偏压电路的动作示意图；

图4为本发明改善低电压输出的比较器电路的动作流程图；

图5为本发明改善低电压输出的比较器第二电路实施架构图。

其中，附图标记说明如下：

C1～第一电容

C2～第二电容

V1～第一电压

V2～第二电压

V_DD～电源电压

V_SS～接地电压

1～偏压电路

2～差动对级电路

3～输出级电路

31～P型金属氧化物半导体场效应晶体管

32～N型金属氧化物半导体场效应晶体管

41～开始