[实用新型]高速动态比较锁存器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种比较锁存器，尤指一种高速、低失调的动态比较锁存器。

背景技术

高速动态比较锁存器因具有高速、低功耗、高输入阻抗及全摆幅输出的特点，而被广泛应用于高速数模转换器、传感放大器及数据接收器中。请参阅图1，高速动态比较锁存器通常由一前置放大单元A、一与该前置放大单元A相连的再生锁存单元B及一与该再生锁存单元B相连的锁存单元C三部分构成，该前置放大单元A用于将输入信号的差模进行放大后输入该再生锁存单元B，该再生锁存单元B利用正反馈对该前置放大单元A输出的放大的差模信号进行锁存，该锁存单元C将锁存的差模信号转化为全摆幅信号锁存输出。

现有的高速动态比较锁存器存在以下不足：

1)再生锁存单元B的结构决定需要一对差分时钟，而且差分时钟之间的时序需要很精确匹配；随着高速系统时钟速率的不断提高，差分时钟的精确匹配在设计和物理层实现上面临着挑战；

2)再生锁存单元B的结构决定在一个时钟周期的高电平时间内处于工作状态，低电平处于复位状态，即再生锁存单元B的输出仅在高电平时钟周期内为有效输出，低电平时钟周期内为无效输出；

3)再生锁存单元B由复位状态到锁存输出状态需要一个内建锁存时间，该内建锁存时间由电路中的晶体管和寄生参数决定，导致了在不同工艺及温度条件下再生锁存单元B的输出相对于时钟上升沿的延时不确定，从而使得锁存器的有效锁存值被压缩，在高速时钟采样应用中，将导致锁存器输出结果出错。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种高速、低失调的高速动态比较锁存器。

一种高速动态比较锁存器，包括一用于对输入的差分信号进行放大的前置放大单元、一与所述前置放大单元相连的再生锁存单元及一与所述再生锁存单元相连的锁存单元，所述前置放大单元包括一输入时钟信号、一对输入场效应管M1与场效应管M2、一对时钟控制复位场效应管M4与场效应管M5及一时钟控制尾电流场效应管M3，所述再生锁存单元包括一由所述前置放大单元控制的场效应管M7、一由所述前置放大单元控制的场效应管M8及一对输入时钟控制场效应管M9与场效应管M10，所述再生锁存单元的输入时钟控制场效应管M9与场效应管M10分别与所述前置放大单元的输入时钟信号相连。

优选地，所述输入场效应管M1的栅极连接一输入信号INN，其漏极通过一节点PA1与时钟控制复位场效应管M4的漏极相连，其源极通过一节点A1与时钟控制尾电流场效应管M3的漏极相连；输入场效应管M2的栅极连接一输入信号INP，其漏极通过一节点NA1与时钟控制复位场效应管M5的漏极相连，其源极通过节点A1与时钟控制尾电流场效应管M3的漏极相连；时钟控制尾电流场效应管M3的栅极连接所述输入时钟信号，其源极接地；时钟控制复位场效应管M4与M5的栅极连接所述输入时钟信号，其源极接电源。

优选地，所述再生锁存单元还包括一场效应管M11、一场效应管M12、一场效应管M13及一场效应管M14，所述再生锁存单元的场效应管M7由所述前置放大单元的节点PA1控制，所述再生锁存单元的场效应管M8由所述前置放大单元的节点NA1控制。

优选地，所述场效应管M7的栅极连接所述前置放大单元的节点PA1，其源极接地，其漏极通过一节点N1与场效应管M11的漏极相连，并与时钟控制场效应管M9的源极相连；场效应管M11的源极接地，其栅极通过一节点PB1与场效应管M13的栅极相连，并与场效应管M14及M10的漏极相连；时钟控制场效应管M9的栅极连接所述输入时钟信号，其漏极通过一节点NB1与场效应管M13的漏极相连，并与场效应管M14及M12的栅极相连；场效应管M13的源极连接电源；场效应管M8的栅极连接所述前置放大单元的节点NA1，其源极接地，其漏极通过一节点N2与场效应管M12的漏极相连，并与时钟控制场效应管M10的源极相连；场效应管M12的源极接地，其栅极通过一节点NB1与场效应管M14的栅极相连，并与场效应管M13与M9的漏极相连；时钟控制场效应管M10的栅极连接所述输入时钟信号，其漏极通过一节点PB1与场效应管M14的漏极相连，并与场效应管M13及M11的栅极相连；场效应管M14的源极接电源。

优选地，所述锁存单元由一时钟控制场效应管M0、场效应管M18与M17组成的一反向器及场效应管M20与M19组成的一反相器首尾相接组成。

优选地，所述锁存单元的一端通过由所述输入时钟信号控制的开关场效应管M0与所述再生锁存单元的输出端相连，另一端为所述高速动态锁存器的输出端。