[发明专利]一种比较器以及模数转换器

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种比较器以及模数转换器。

背景技术

在通信基站中，无论是接收通道还是反馈通道，往往需要高速高精度模数转换器（ADC，Analog-Digit Converter）。流水线ADC是目前众多ADC的架构中的一种。

当前的流水线ADC基于噪声、功耗、设计难度等考虑，越来越多地倾向于采用无采样保持级的结构，如图1所示，以第0级流水线为例，这意味着作为采样通路的子数模转换器（MDAC0）和子模数转换器（subADC0）（其中，0代表流水线模数转换器的第0级流水线），需要同时面对高频大摆幅的输入信号，这对于subADC0中的核心模块—比较器，提出了更高的要求。

目前，在subADC0中使用的一种比较器如图2所示。在该比较器中，开关S11、开关S12、开关S13、开关S14、开关S15和开关S16由时钟信号CLK1控制，开关S21、开关S22和开关S23由时钟信号CLK2控制。当时钟信号CLK1控制开关S11-S16闭合时，时钟信号CLK2控制开关S21-S23断开；当时钟信号CLK1控制开关S11-S16断开时，时钟信号CLK2控制开关S21-S23闭合。该比较器共有两个工作相位，采样相位和比较相位。在比较相位时，开关S21-S23闭合，电容CS1将正参考信号V_refn采集到自身的一个极板上，电容CS2将负参考信号V_refp采集到自身的一个极板上，此时，图2所示的比较器的等效电路图如图3所示。在采样相位时，开关S11-S16闭合，此时电容CS1和电容CS2作为耦合电容工作，电容CS1将正输入信号V_ip的值与该采样相位的前一比较相位采集到的负参考信号V_refn的值相减，并将相减后的信号沿着图2中虚线所示的输入信号通路1传输到电容Cf1上，电容CS2将负输入信号V_in的值与该采样相位的前一比较相位采集到的正参考信号V_refp的值相减，并沿着图2中虚线所示的输入信号通路2将相减后的信号传输到电容Cf2上，此时，图2所示的比较器的等效电路图如图4所示，其中，场效应管M8和场效应管M10构成了反相器Inv3，场效应管M9和场效应管M11构成了反相器Inv4。在该采样相位的后一比较相位时，开关S21-S23闭合，场效应管M8和场效应管M10构成的反相器与场效应管M9和场效应管M11构成的反相器通过电容Cf1和电容Cf2耦合在一起，形成正反馈，图2所示的比较器的等效电路图如图5所示，其中电容C_par8是场效应管M8的栅极寄生电容，是包含在场效应管M8中的；电容C_par9是场效应管M9的栅极寄生电容，是包含在场效应管M9中的；电容C_par10是场效应管M10的栅极寄生电容，是包含在场效应管M10中的；电容C_par11是场效应管M11的栅极寄生电容，是包含在场效应管M1中的。在图2所示的比较器中场效应管M6的源极连接VDD，场效应管M6的漏极连接电流源；场效应管M7的源极连接VDD，场效应管M7的漏极连接电流源。

如图5所示，由于在比较相位时，由场效应管M8、场效应管M9、场效应管M10和场效应管M11构成的锁存器通过电容Cf1和电容Cf2相互驱动场效应管的栅极，但是由于每个场效应管的栅极都有寄生电容，因此，电容Cf1上采样的信号在驱动场效应管M9和场效应管M11时，就会被场效应管M9的栅极寄生电容C_par9和场效应管M11的栅极寄生电容C_par11分压，从而弱化锁存器的驱动能力，降低比较速度。

综上所述，采用上述比较器的结构时，由于比较器在信号采样时，将信号采样到采样电容（即电容Cf1和电容Cf2）上，在比较相位时，由于比较器中的锁存器中的场效应管的栅极都有寄生电容，在采样电容上的信号对场效应管进行驱动时，寄生电容会产生一个分压作用，从而弱化驱动能力，降低比较速度。

发明内容

本发明实施例提供了一种比较器和模数转换器，用以解决上述比较器由于将信号采样到采样电容上，导致在比较相位时，比较器中的锁存器中的场效应管的栅极的寄生电容会产生一个分压作用，从而弱化驱动能力，降低比较速度的问题。