[发明专利]最大电流选择器

说明书

技术领域

本发明主要涉及到比较电路设计领域，特指一种最大电流选择器。

背景技术

在高速模数转换电路的设计过程中，通常需要对信号进行比较，选择其中较大的信号作为逻辑1输出。但是，我们知道，电路中的信号分为电压和电流两种，而传统的电压比较器只对电压信号进行比较，并且还要在灵敏度和带宽之间进行折衷，这给比较器电路的设计带来了严峻的挑战。

发明内容

本发明要解决的问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、能够提高比较器工作效率的最大电流选择器。

为解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为：一种最大电流选择器，其特征在于：它包括第一CMOS晶体管M26、第二CMOS晶体管M24、第三CMOS晶体管M23和第四CMOS晶体管M7，第一CMOS晶体管M26、第二CMOS晶体管M24、第三CMOS晶体管M23和第四CMOS晶体管M7的源极相连并连接到电源，第二CMOS晶体管M24和第三CMOS晶体管M23的栅极相连都连接到节点Vn1，第一CMOS晶体管M26和第四CMOS晶体管M7的漏极相连作为电流输出信号Io，第一CMOS晶体管M26和第二CMOS晶体管M24的栅极连接到电压输入信号Vn0。

与现有技术相比，本发明的优点就在于：本发明的最大电流选择器能够有效解决高频工作条件给传统结构电压比较器在带宽、灵敏度方面所带来的设计压力，为比较器的设计提供了新的思路并能有效拓展带宽。经试验证明本发明提出的比较器电路在吉比特条件下工作状态仍然良好。

附图说明

图1是本发明的框架结构示意图；

图2是本发明电路原理示意图。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1和图2所示，本发明的最大电流选择器包括第一CMOS晶体管M26、第二CMOS晶体管M24、第三CMOS晶体管M23和第四CMOS晶体管M7，第一CMOS晶体管M26、第二CMOS晶体管M24、第三CMOS晶体管M23和第四CMOS晶体管M7的源极相连并连接到电源，第二CMOS晶体管M24和第三CMOS晶体管M23的栅极相连都连接到节点Vn1，第一CMOS晶体管M26和第四CMOS晶体管M7的漏极相连作为电流输出信号Io，第一CMOS晶体管M26和第二CMOS晶体管M24的栅极连接到电压输入信号Vn0。

本发明采用的是电流比较的方法，具体过程是：参见图1所示，先将电压信号送至本发明中提供的电流选择器转换成两路电流信号，并用该电流选择器始终选择其中最大的一路电流信号，将其送至电压比较器进行比较，最终输出电压信号。这样，虽然达到了比较的目的，但是区别于传统电压比较器的是在电压比较器中比较的是电流信号，而且整个比较过程由于增加了电流选择器从而大大减轻了电压比较器的设计难度，并且绕过了传统电压比较的过程，而使得比较器的灵敏度和带宽相对于传统的电压比较器均大大提高。

工作原理：首先，根据图1可以知道：Io＝I₁+I₃。

当I2＞I1时，因为M23和M7构成镜像电流源，并且要求电路中所有管子工作于饱和区，可以得到，M23和M7的漏源电压Vds完全相同，而M24的漏源电压又和M23相同，M26的漏源电压和M7相同，所以，M24和M26的漏源电压相同，制造过程中要求M24和M26尺寸相同，这样，电路中M26和M24具有相同的漏源电压、栅源电压和阈值电压，所以，可以得到，M24流出的电流与M26相同，都为I1，所以，M23流出的电流为(I2-I1)，而由于M23和M7构成镜像电流源，所以M23与M7流出的电流完全相同，所以，M7流出的电流I3也为(I2-I1)。因此Io＝I1+I3＝I1+(I2-I1)＝I2。

当I1＞I2时，因为I1比I2大，所以节点Vn1被M24拉高，这样M24流出的电流才可以为I1，结果为了保持平衡，M23、M7均被关断，导致I3＝0，这样Io＝I1+I3＝I1+0＝I1。

当I1＝I2时，此时M24流出的电流完全流过I2分支，而通向I23和I7栅极的分支没有电流流过，所以这种情况下M23和M7处于截止状态，I3＝0，此时Io＝I1+I3＝I1+0＝I1。