[发明专利]低偏移量比较器及其偏移消除方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低偏移量比较器及其偏移消除方法，且特别涉及一种更有效消除偏移电压且具有高电路操作速度的低偏移量比较器及其偏移消除方法。 

背景技术

在比较器中，少量的噪声都可能影响到电路运算结果，而因为元件不匹配的原因，比较器进行放大操作的时候会产生偏移电压，故必须要采用偏移消除(offset cancellation)的技术来进行补偿的操作。偏移消除的技术常用的有两种，分别是输入偏移存储(input offset storage，IOS)和输出偏移存储(outputoffset storage，OSS)。 

请参照图1，其绘示乃传统采用输入偏移存储技术的比较器的电路图。比较器100包括前级放大器110、锁存器120、输入偏移存储C1～C2及开关S1～S6。输入偏移存储C1～C2例如为电容。当比较器100在一偏移消除模式时，开关S1～S4被打开(on)，开关S5～S6被关掉(off)。输入偏移存储C1及C2的一端会耦接至一地电压，此时单一增益的反馈回路会建立在前级放大器110上，于是前级放大器110的输入偏移(input offset)会被存储于输入偏移存储C1及C2上。 

当比较器100在一追迹(tracking)模式时，开关S1～S4被关掉(off)，而开关S5～S6被打开(on)。此时前级放大器110将会放大输入电压Vin，而存储于输入偏移存储C1及C2上的输入偏移则会与比较器100所产生的偏移电压相抵消。然后，在一锁存模式，锁存器120被放大后的输入电压触发并据以输出一逻辑电平Vout。由于输入偏移存储C1及C2的值需够大以有效消除偏移，使得比较器100于电路实现上的面积需求变大，且其输入端的等效电容亦很大。 

请参照图2，其绘示乃传统采用输出偏移存储技术的比较器的电路图。比较器200包括前级放大器210、锁存器220、输出偏移存储C1～C2及开关 S1～S6。输出偏移存储C1～C2例如为电容。当比较器200在一偏移消除模式时，开关S1～S4被打开(on)，开关S5～S6则被关掉(off)，输出偏移存储C1及C2的一端将会耦接至地电压，前级放大器210的输入端亦耦接至地电压，此时前级放大器210的输出偏移(output offset)将会被存储于输出偏移存储C1及C2上。 

当比较器200在一追迹模式时，开关S1～S4被关掉(off)，而开关S5～S6被打开(on)，此时前级放大器210将放大输入电压Vin，而存储于输出偏移存储C1及C2上的输出偏移则会与比较器200产生的偏移电压相抵消。然后，在一锁存模式，锁存器220被放大后的输入电压触发并据以输出一逻辑电平Vout。由在比较器200所接收的输入电压Vin系采用直流耦合的形式馈入，故比较器200的输入范围较小。此外，前级放大器210的增益值A亦不能太大，若增益值A过大，将使得偏移电压经过放大后导致前级放大器210挂掉。 

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种低偏移量比较器其及偏移消除方法，结合输入偏移存储技术和输出偏移存储技术，使得低偏移量比较器能更有效地消除偏移电压，并具有较高的电路操作速度。