[发明专利]一种三值碳纳米场效应晶体管逐次逼近模数转换器

摘要

本发明公开了一种三值碳纳米管逐次逼近模数转换器，包括栓锁比较器、逐次比较逻辑电路、控制电路、第一电容阵列和第二电容阵列，所述的锁比较器的输出端与逐次比较逻辑电路的输入端连接，逐次比较逻辑电路的输出端与控制电路连接，第一电容阵列和第二电容阵列均为三值电容阵列，通过控制电路控制第一电容阵列和第二电容阵列接入三种不同电压，实现了对不同电容阵列的充放电操作，有效的避免了开关的无效操作，极大的降低了电路功耗，栓锁比较器利用CNFET的高速低功耗特性，采用CNFET进行设计，进一步降低能耗和功率延时乘积；优点能耗和功率延时乘积均较小，对进一步研究更大规模的低功耗三值逐次逼近模数转换器具有积极意义。

主权项

一种三值碳纳米场效应晶体管逐次逼近模数转换器，包括栓锁比较器、逐次比较逻辑电路、控制电路、第一电容阵列和第二电容阵列，所述的栓锁比较器的输出端与所述的逐次比较逻辑电路的输入端连接，所述的逐次比较逻辑电路的输出端与所述的控制电路连接，其特征在于：所述的栓锁比较器包括第一CNFET管、第二CNFET管、第三CNFET管、第四CNFET管、第五CNFET管、第六CNFET管、第七CNFET管、第八CNFET管、第九CNFET管、第十CNFET管、第十一CNFET管、第十二CNFET管、第十三CNFET管、第一反相器、第二反相器、第三反相器和第四反相器；所述的第一CNFET管、所述的第二CNFET管、所述的第四CNFET管、所述的第六CNFET管、所述的第七CNFET管、所述的第十CNFET管和所述的第十一CNFET管为N型CNFET管，所述的第三CNFET管、所述的第五CNFET管、所述的第八CNFET管、所述的第九CNFET管、所述的第十二CNFET管和第十三CNFET管为P型CNFET管；所述的第一CNFET管的源极、所述的第六CNFET管的源极、所述的第七CNFET管的源极、所述的第十CNFET管的源极和所述的第十一CNFET管的源极均接地；所述的第三CNFET管的源极、所述的第五CNFET管的源极、所述的第九CNFET管的源极和所述的第十三CNFET管的源极均接入第一电源电压；所述的第一CNFET管的漏极、所述的第二CNFET管的源极和所述的第四CNFET管的源极连接，所述的第二CNFET管的漏极、所述的第三CNFET管的漏极和所述的第十二CNFET管的栅极连接且其连接端记为P1端；所述的第四CNFET管的漏极、所述的第五CNFET管的漏极和所述的第八CNFET管的栅极连接且其连接端记为N1端；所述的第一CNFET管的栅极、所述的第三CNFET管的栅极和所述的第五CNFET管的栅极连接且其连接端为所述的栓锁比较器的时钟信号输入端，接入第一时钟信号，所述的第六CNFET管的栅极和所述的第十一CNFET管的栅极连接且其连接端为所述的栓锁比较器的反相时钟信号输入端，接入第一反相时钟信号；所述的第一反相时钟信号为所述的第一时钟信号的反相信号；所述的第二CNFET管的栅极为所述的栓锁比较器的第一输入端，所述的第四CNFET管的栅极为所述的栓锁比较器的第二输入端，所述的第六CNFET管的漏极、所述的第七CNFET管的漏极、所述的第八CNFET管的漏极、所述的第十CNFET管的栅极、所述的第十三CNFET管的栅极和所述的第一反相器的输入端连接且该连接端记为SN端，所述的第一反相器的输出端和所述的第二反相器的输入端连接，所述的第二反相器的输出端为所述的栓锁比较器的反相信号输出端，所述的第十CNFET管的漏极、所述的第十一CNFET管的漏极、所述的第十二CNFET管的漏极、所述的第七CNFET管的栅极、所述的第九CNFET管的栅极和所述的第三反相器的输入端连接且该连接端记为Sp端，所述的第三反相器的输出端和所述的第四反相器的输入端连接，所述的第四反相器的输出端为所述的栓锁比较器的输出端；所述的第八CNFET管的源极和所述的第九CNFET管的漏极连接，所述的第十二CNFET管的源极和所述的第十三CNFET管的漏极连接；所述的第一电容阵列和第二电容阵列均为三值电容阵列，所述的第一电容阵列包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容和第十电容；所述的第一电容的电容量：所述的第二电容的电容量：所述的第三电容的电容量：所述的第四电容的电容量：所述的第五电容的电容量；所述的第六电容的电容量：所述的第七电容的电容量：所述的第八电容的电容量：所述的第九电容的电容量：所述的第十电容的电容量＝1：1：2：4：8：1：1：2：4：8；所述的第一电容的一端、所述的第二电容的一端、所述的第三电容的一端、所述的第四电容的一端、所述的第五电容的一端、所述的第七电容的一端、所述的第八电容的一端、所述的第九电容的一端和所述的第十电容一端均与所述的栓锁比较器的P1端连接，所述的第一电容的另一端、所述的第二电容的另一端、所述的第三电容的另一端、所述的第四电容的另一端、所述的第五电容的另一端、所述的第七电容的另一端、所述的第八电容的另一端、所述的第九电容的另一端和所述的第十电容的另一端分别与所述的控制电路连接，所述的第六电容的一端与所述的第五电容的另一端连接，所述的第六电容的另一端与所述的第七电容的另一端连接；所述的第二电容阵列包括第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第十五电容、第十六电容、第十七电容、第十八电容、第十九电容和第二十电容；所述的第十一电容的电容量：所述的第十二电容的电容量：所述的第十三电容的电容量：所述的第十四电容的电容量：所述的第十五电容的电容量；所述的第十六电容的电容量：所述的第十七电容的电容量：所述的第十八电容的电容量：所述的第十九电容的电容量：所述的第二十电容的电容量＝1：1：2：4：8：1：1：2：4：8；所述的第十一电容的一端、所述的第十二电容的一端、所述的第十三电容的一端、所述的第十四电容的一端、所述的第十五电容的一端、所述的第十七电容的一端、所述的第十八电容的一端、所述的第十九电容的一端和所述的第二十电容一端均与所述的栓锁比较器的N1端连接，所述的第十一电容的另一端、所述的第十二电容的另一端、所述的第十三电容的另一端、所述的第十四电容的另一端、所述的第十五电容的另一端、所述的第十七电容的另一端、所述的第十八电容的另一端、所述的第十九电容的另一端和所述的第二十电容的另一端分别与所述的控制电路连接，所述的第十六电容的一端和所述的第十五电容的另一端连接，所述的第十六电容的另一端和所述的第十七电容的另一端连接。