[发明专利]轨对轨输入缓冲器

说明书

一种轨对轨输入缓冲器，包括一比较电路、一电平转换电路。比较电路接收一输入电压，以提供一比较电压。电平转换电路耦接比较电路以接收比较电压，且接收一系统高电压及一接地电压。当比较电压为一高电压电平时，电平转换电路转换比较电压至系统高电压以作为一输出电压。当比较电压为一低电压电平时，电平转换电路转换比较电压至接地电压以作为输出电压。

技术领域

本发明是有关于一种输入缓冲器，且特别是有关于一种轨对轨输入缓冲器。

背景技术

随着科技的发展，消费型的电子装置逐渐被普及，并且随着半导体技术的进步，集成电路(integrated circuit,IC)已成为电子装置中重要的元件。输入缓冲器被配置于集成电路之中，用以将外部的模拟电压转换为对应的逻辑电平，进而使信号可以顺利被传送。并且，输入缓冲器除了可转换电压信号，并且可调整输出信号的驱动能力，以符合集成电路的内部电路的接收需求。

以数字逻辑而言，逻辑电平分为高逻辑电平及低逻辑电平，通常高逻辑电平及低逻辑电平的电压差越大则信噪比较好。因此，当电路设计的信噪比较高时，会使用轨对轨(rail-to-rail)输入缓冲器来提高输出信号的信噪比。其中，输入缓冲器会利用比较器将模拟信号转换成数字信号，但比较器的输出电压无法达到轨对轨的效果，因此传统的输入缓冲器会再通过差动放大器将比较器的输出信号放大，以达到轨对轨的输出效果。然而，差动放大器需要偏压电流，进而拉高比较器的电流，以致于输入缓冲器的整体电力消耗会增加。

发明内容

本发明提供一种轨对轨输入缓冲器，可降低输入缓冲器的整体电力消耗。

本发明的轨对轨输入缓冲器，包括一比较电路、一电平转换电路。比较电路接收一输入电压，以提供一比较电压。电平转换电路耦接比较电路以接收比较电压，且接收一系统高电压及一接地电压。当比较电压为一高电压电平时，电平转换电路转换比较电压至系统高电压以作为一输出电压。当比较电压为一低电压电平时，电平转换电路转换比较电压至接地电压以作为输出电压。

在本发明的一实施例中，比较电路还提供比较电压的一反相比较电压至电平转换电路，电平转换电路依据比较电压及反相比较电压输出系统高电压或接地电压作为输出电压。

在本发明的一实施例中，比较电路包括一第一晶体管、一第二晶体管、一第三晶体管、一第四晶体管及一第五晶体管。第一晶体管的一第一端接收系统高电压，第一晶体管的一控制端接收比较电压，第一晶体管的一第二端接收反相比较电压。第二晶体管的一第一端接收系统高电压，第二晶体管的一控制端接收反相比较电压，第二晶体管的一第二端接收比较电压。第三晶体管的一第一端耦接第一晶体管的第二端且提供反相比较电压，第三晶体管的一控制端接收输入电压。第四晶体管的一第一端耦接第二晶体管的第二端且提供比较电压，第四晶体管的一控制端接收一参考电压，第四晶体管的一第二端耦接第三晶体管的一第二端。第五晶体管的一第一端耦接第三晶体管的第二端，第五晶体管的一控制端接收一偏压，第五晶体管的一第二端接收接地电压。

在本发明的一实施例中，比较电路还包括一第六晶体管及一第七晶体管。第六晶体管的一第一端接收系统高电压，第六晶体管的一控制端及一第二端接收反相比较电压。第七晶体管的一第一端接收系统高电压，第七晶体管的一控制端及一第二端接收比较电压。

在本发明的一实施例中，第一晶体管、第二晶体管、第六晶体管及第七晶体管分别为一P型晶体管，第三晶体管至第五晶体管分别为一N型晶体管。