[发明专利]一种翻转点可调的比较器

说明书

一种翻转点可调的比较器，包括比较模块和跨阻放大器，比较模块中第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管分别和第一NMOS管构成电流镜结构，用于将第一电流源的电流进行镜像以提供偏置；第一NPN型三极管和第二NPN型三极管的基极作为比较器的两个输入端，发射极通过第五电阻连在一起并且分别连接第二电流源和第三电流源，通过调整第二电流源和第三电流源的电流值来调整比较器的翻转点；另外通过增加第三PMOS管、第二PMOS管和第一PMOS管构成的电流摆幅控制系统，使得输出级电流摆幅不受尾电流大小限制，可以降低电路静态功耗。跨阻放大器用于将输出电流信息转换为电压信息，完成I‑V的线性转换。本发明可以实现电压比较和电流比较，尤其适合作为DCR采样的电流比较器。

技术领域

本发明属于集成电路领域与开关电源领域，涉及一种翻转点可调的比较器，能够实现电压比较功能和电流比较功能，适合作为DCR采样的电流比较器。

背景技术

开关电源的环路控制主要有电压模控制和电流模控制两种形式，其中电流模的环路控制方式与电压模的控制方式相比有更多优点，比如：面积小、低功耗、高速等。因此电流模控制在开关电源中被广泛使用，而在电流模的控制中，电流比较器起着至关重要的作用，所以电流比较器的设计是十分值得重视的。在电流模的控制方式下，传统的电流采样技术有电阻采样、SENSEFET采样、电感直流电阻(Direct Current Resistance,DCR)采样，其中由于DCR采样方式可以有效地提高开关电源的效率，从而被广泛应用。

传统的电流比较器通常由差分结构组成，这种结构常用到差分放大器，差分放大器的偏置电流和输出级电流由尾电流源提供，但此时输出级电流的摆幅会受到尾电流源大小的限制。电流比较器的两个输入一般分别是采样电流和误差放大器的输出，但此时DCR采样的峰值电流无法被有效的控制。针对传统电流比较器存在的不足，需要提出新的电流比较器结构。

发明内容

针对传统电流比较器存在的输出级电流摆幅限制、DCR采样的峰值电流无法被有效控制的不足之处，本发明提出了一种翻转点可调的比较器，当输入信号为电流信号时，通过将电流信号转换为对应的电压信号后输入，实现电流比较功能，可以作为DCR采样的电流比较器，通过在尾电流源上附加额外的控制电流源，线性控制电流比较器输出翻转点；增加了电流摆幅控制系统，使得输出级电流摆幅不受尾电流大小限制，并且可以降低电路静态功耗；输出端通过跨阻放大器TIA(Trans-Impedance Amplifier，跨阻放大器)结构使得输出电流信息转换电压信息，完成I-V的线性转换。同时本发明提出的比较器也可以实现电压比较功能，直接对输入的电压信号进行比较。

本发明的技术方案为：

一种翻转点可调的比较器，包括比较模块和跨阻放大器，所述比较模块包括第一电流源、第二电流源、第三电流源、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管、第六NMOS管、第七NMOS管、第八NMOS管、第九NMOS管、第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第一NPN型三极管、第二NPN型三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第五电阻，

第一NMOS管的栅漏短接并连接第一电流源、第二NMOS管的栅极、第三NMOS管的栅极和第四NMOS管的栅极，其源极连接第二NMOS管的源极、第三NMOS管的源极、第四NMOS管的源极、第五NMOS管的源极和第六NMOS管的源极并接地；第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管分别和第一NMOS管构成电流镜结构，用于将第一电流源的电流进行镜像以提供偏置；

第一NPN型三极管的基极作为所述比较器的第一输入端，其集电极连接第七NMOS管的栅极并通过第一电阻后连接电源电压，其发射极连接第二电流源、第二NMOS管的漏极和第五电阻的一端；第二NPN型三极管的基极作为所述比较器的第二输入端，其集电极连接第八NMOS管的栅极并通过第二电阻后连接电源电压，其发射极连接第三电流源、第三NMOS管的漏极和第五电阻的另一端；通过调整第二电流源和第三电流源的电流值调整所述比较器的翻转点；