[发明专利]一种应用于流水线型模数转换器的比较器

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于模数转换器的比较器，尤其涉及一种应用于流水线型模数转换器的比较器。

背景技术

比较器是除了运算放大器以外使用最为广泛的基础模块，特别是在模数转换器中，它扮演了重要的角色。在各类模数转换器中，又以流水线型模数转换器使用范围最为广泛，该结构通常使用全差分输入，加上两路参考电平，构成了四路输入，比其他类型模数转换器中使用的比较器相对复杂，而此类比较器中使用最为广泛的结构为全差分的动态比较器。这种动态比较器主要由输入管和锁存电路构成，优点为速度较快，由于不存在静态电流而只占用很小的功耗，其缺点是失调较大、对输入共模电平偏差很敏感，若输入共模电平与基准提供的两路参考电平的共模电平产生偏差，比较结果会出现严重错误。

流水线型模数转换器对速度和精度都有较高要求，通常比较器的精度要达到整个模数转换器的精度，因此，在保证传统结构动态比较器速度的同时，通过简单的方法来消除输入端不匹配造成的精度下降具有应用的价值。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提出一种结构简单的应用于流水线型模数转换器的比较器，降低输入管阈值电压不匹配、降低比较器对共模电平偏差敏感，进而提高比较器的精度。

技术方案：一种应用于流水线型模数转换器的比较器，包括四输入匹配电路、锁存电路、输出整形电路；

所述的四输入匹配电路包括第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第五PMOS管、第六PMOS管、第七PMOS管、第八PMOS管、第九PMOS管、第十PMOS管、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关、第八开关、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一电阻；其中，第一PMOS管的栅极为比较器的第一输入端，第二PMOS管的栅极为比较器的第二输入端，第三PMOS管的栅极为比较器的第三输入端，第四PMOS管的栅极为比较器的第四输入端；第一开关、第五开关分别为比较器的第一输入端选通第一共模电平或第一输入电压；第四开关、第八开关分别为比较器的第四输入端选通第一共模电平或第二输入电压；第二开关、第六开关分别为比较器的第二输入端选通第二共模电平或第四输入电压；第三开关、第七开关分别为比较器的第三输入端选通第二共模电平或第三输入电压；第一电容一端分别与第一PMOS管的源级、第七PMOS管的漏级相连，第一电容的另一端与连接点Va相连；第二电容一端分别与第二PMOS管的源级、第八PMOS管的漏级相连，第二电容的另一端与连接点Va相连；第三电容一端分别与第三PMOS管的源级、第九PMOS管的漏级相连，第三电容的另一端与连接点Va相连；第四电容一端分别与第四PMOS管的源级、第十PMOS管的漏级相连，第四电容的另一端与连接点Va相连；第一电阻一端与电源相连，第一电阻的另一端与第六PMOS管的源级相连；第五PMOS管的源极与电源相连，第五PMOS管的漏极与连接点Va相连；第一PMOS管的漏极和第二PMOS管的漏极相连并作为所述四输入匹配电路的第一输出端；第三PMOS管的漏极和第四PMOS管的漏极相连并作为所述四输入匹配电路的第二输出端；第五PMOS管的栅极连接第一时钟信号，第六PMOS管的栅极连接第二时钟信号；第七PMOS管、第八PMOS管、第九PMOS管、第十PMOS管的栅极均连接第三时钟信号；第七PMOS管、第八PMOS管、第九PMOS管、第十PMOS管的源极均连接电源；

所述锁存电路包括第十一PMOS管、第十二PMOS管、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管；其中，第十一PMOS管的源极与所述四输入匹配电路的第一输出端相连，第十二PMOS管的源极与所述四输入匹配电路的第二输出端相连；第十一PMOS管的漏极、第十二PMOS管的栅极、第一NMOS管的漏极相连、第二NMOS管的栅极、第三NMOS管的漏极均相连并作为所述锁存电路的第一输出端；第十一PMOS管的栅极、第十二PMOS管的漏极、第一NMOS管的栅极、第二NMOS管的漏极、第四NMOS管的漏极均相连并作为所述锁存电路的第二输出端；第三NMOS管的栅极、第四NMOS管的栅极均连接第一时钟信号；第一NMOS管的源级、第二NMOS管的源级、第三NMOS管的源级、第四NMOS管的源级均接地；