[实用新型]一种恒定跨导轨对轨电压比较器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，特别涉及一种恒定跨导轨对轨电压比较 器。

背景技术

比较器(亦可称为电压比较器)是集成电路中的一种。电压比较器比较两 个输入电压的大小，并判断出其中哪一个电压高。根据输出电压的准位，以判 断哪个输入电压大。

然而，以目前一般比较器而言，在比较差分输入电压时，可辨识的输入共 模电压(inputcommonmodevoltage)的范围不是轨对轨(rail-to-rail)，即，其可辨 识的输入共模电压的范围无法从接地端GND至操作电压VDD。如输入共模电 压偏向于接地端GND，就要用具有PMOS差分输入对的比较器；相反地，如输 入共模电压偏向于操作电压VDD，就要用具有NMOS差分输入对的比较器。 而一般的轨对轨电压比较器没有恒定跨导特性，无法满足无线充电控制芯片对 共模输入范围和跨导的特殊要求。

实用新型内容

因此，针对上述的问题，本实用新型提出一种恒定跨导轨对轨电压比较 器，该电压比较器输入级采用NMOS差分输入对和PMOS差分输入对并联结 构，可以在GND至电源电压VDD全电压范围内进行比较，实现了共模输入电 压范围的最大化，达到轨对轨。且本实用新型通过合理设计晶体管(NMOS和 PMOS)尺寸，实现电路共模输入范围三个区域(仅NMOS差分输入对导通、 仅PMOS差分输入对导通及NMOS和PMOS差分输入对管同时导通)的跨导一 样大，即在整个共模输入范围内维持跨导恒定。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种恒定跨导轨对轨电压比较器，包括偏置电路、双差分输入电路、有源 负载及输出缓冲电路；所述偏置电路、双差分输入电路、有源负载及输出缓冲 电路顺次电性连接；所述偏置电路用于提供偏置电流；所述双差分输入电路与 有源负载连接，用于实现输入共模电压范围内达到轨对轨及在整个共模输入范 围内跨导恒定；所述输出缓冲电路通过采用两级反相器电路实现比较信号输 出；其中，所述双差分输入电路包括NMOS差分输入对、PMOS差分输入对、 NMOS差分输入对对应的电流源、以及PMOS差分输入对对应的电流源， NMOS差分输入对和PMOS差分输入对并联连接。上述描述中，差分输入是将 两个输入端的差值作为信号，这两个输入端所对应的晶体管就是差分对，差分 输入对一般采用一对参数特性一样的晶体管作为输入端，故有NMOS差分(输 入)对或PMOS差分(输入)。

所述偏置电路包括偏置电流源Ibs、NMOS管MN1、NMOS管MN2以及 PMOS管MP1；所述NMOS管MN1的漏极接偏置电流源Ibs；所述NMOS管 MN1的漏极和栅连；所述NMOS管MN1的源级接地；所述NMOS管MN1的 栅极与NMOS管MN2的栅极相连；所述NMOS管MN2的栅极与双差分输入 电路相连；所述NMOS管MN2的源级接地；所述NMOS管MN2的漏极与所 述PMOS管MP1的漏极相连；所述PMOS管MP1的源极接电源电压VDD；所 述PMOS管MP1的漏极和栅极相连；