[发明专利]一种具有自偏置电路的低延迟失真特性的低功耗比较器

权利要求书

1.一种具有自偏置电路的低延迟失真特性的低功耗比较器，其特征在于：由10个MOSFET晶体管M1~M10，两个电容CP和CN，六个开关SW1~SW6组成，其中M1、M3、M5、M7、M8为P型MOSFET，M2、M4、M6、M9、M10为N型MOSFET，各晶体管宽长比具体关系如下：M5/M7=M6/M10=2*M1/M8=2*M3/M8=2*M2/M9=2*M4/ M9，各MOS管栅长均为180nm；M5，M7，M8栅宽为1um；M1，M3栅宽为500nm；M6，M9，M10栅宽为700nm；M2，M4栅宽为350nm；M5源极、M7源极均与电源VDD相连，M5栅极与M7栅极相连，M5漏极与M1、M3的源极相连；M3的漏极与M4的漏极相连并作为比较器的正输出端 Voutp，M3的栅极与M4的栅极相连；M4的源极与M2的源极均与M6的漏极相连；M1的漏极与M2的漏极相连并作为比较器的负输出端Voutn，M1的栅极与M2的栅极相连；M6源极与M10源极均与GND相连；M8的栅极与M9的栅极相连并与M5、M6、M7、M10的栅极相连；M8的漏极和M9的漏极相连；开关SW1桥联在M3的漏极与栅极之间；开关SW2桥联在M1漏极与栅极之间；比较器正输入电压Vinp通过开关SW3连接到电容CP的左极板，比较器共模电压VCM通过开关SW4连接到电容CP的左极板；电容CP的右极板连接到M1的栅极；比较器负输入电压Vinn通过开关SW5连接到电容CN的右极板，比较器共模电压VCM通过开关SW6连接到电容CN的左极板；电容CN的左极板连接到M3的栅极。

2.根据权利要求1所述一种具有自偏置电路的低延迟失真特性的低功耗比较器，其特征在于：具体工作原理如下：晶体管M1~M4为比较器的输入级， M5、M6两个晶体管为比较器输入级的电流限制器，M7~M10为比较器的偏置级；晶体管M5和M6的栅极连接到偏置级中的M7 和M10，从而使流经M5，M6的电流为某一特定值，该电流与M7~M10的宽长比相关；晶体管M8、M9的栅极连接到晶体管M5、M6、M7和M10的栅极，从而形成电流镜结构，可以有效的限制通过输入级的电流；1和2为两项不交叠时钟；当1为高时，SW1、SW2、SW4、SW6闭合，共模电压VCM分别被采集到电容器CP的左极板和电容器CN的右极板；比较器的输入级的共模电压通过闭合的SW1和SW2被分别采样到电容器CP的右极板和电容器CN的左极板；在该过程中，消除了输入级两侧由于不匹配而造成的任何偏移，从而实现了比较器的自偏置；当2为高时，开关SW3和SW5处于闭合状态，其他开关处于断开状态，此时用于实现比较器的作用；当电压 Vinp和Vinn等于共模电压VCM时，输出电压等于共模电压VCM；当输入电压Vinp和Vinn不等于共模电压VCM时，输出电压以共模电压VCM为中心进行波动；两项不交叠时钟1和2周期为200ns，占空比为50%。