[发明专利]一种低失调全动态比较器

说明书

技术领域

本发明涉及一种低失调全动态比较器，属于比较器领域。

背景技术

对于数模转换器、模数转换器等模拟电路而言，比较器是十分重要的电路模块，其失调特性和消耗的功耗大小将显著影响整体电路的性能和工作状态。按照工作原理，现在逐次逼近型模数转换器和快闪型模数转化器中常用的比较器大体可以分为两类：运放结构比较器和Latch比较器。运放结构比较器可以分辨较小的输入信号，但是速度较慢；Latch比较器的速度较快，但是只能分辨较大的输入信号。在高速、高精度的应用中，对比较器的精度和速度都有较高的要求，通常将两种比较器级联使用，发挥各自的优势，必要时需要使用失调校准技术。

Latch比较器的基本工作原理是采用是两个首尾相接的相器，正反馈，使比较器的速度较快。工作过程包括两个模式，首先是采样模式，输入端对输入电压进行采样，然后是锁存模式，通过正反馈，比较结果被迅速锁存。但传统Latch比较器的失调电压也会影响比较器的正常工作。

发明内容

发明目的：本发明提出一种低失调全动态比较器，能够消除减小失调电压对比较器的影响。 

技术方案：本发明采用的技术方案为一种低失调全动态比较器，具有锁存电路，存储锁存电路输出端信号的与非门锁存器，还包括：

预放大电路，其具有形成比较器输入端的差分放大器，受时钟信号控制的负载和第五晶体管，以及与锁存电路输入端连接的预放大电路输出端；

失调消除电路，将与非门锁存器所储存的信号反馈到比较器输入端，用于改变预放大电路输出端电荷泄放速度。

作为本发明的进一步改进，所述失调消除电路包括

分别并联在第五晶体管漏极与预放大电路输出端之间的第三晶体管和第四晶体管；分别控制第三晶体管和第四晶体管通断的第一开关电路和第二开关电路；用于给第一开关电路和第二开关电路提供控制信号的双与门电路。

所述第一开关电路包括有公共端的第一开关、第二开关和第五开关，其中第一开关的另一端连接高电平，第二开关的另一端连接低电平，第五开关的另一端连接到第三晶体管的栅极，第一电容连接在第三晶体管的栅极与地之间，第二电容连接在所述公共端与地之间；

所述第二开关电路包括有公共端的第三开关、第四开关和第六开关，其中第四开关的另一端连接高电平，第三开关的另一端连接低电平，第六开关的另一端连接到第四晶体管的栅极，第三电容连接在第四晶体管的栅极与地之间，第四电容连接在所述公共端与地之间；

所述双与门电路包括第一与门和第二与门，与非门锁存器的储存信号分别输入到第一与门的输入端和第二与门的输入端，第一与门和第二与门的另一输入端共同接入使能信号和时钟信号的逻辑与运算结果，第一与门的输出信号控制第一开关和第三开关，第二与门的输出信号控制第二开关和第四开关，第五开关和第六开关受时钟信号的反相信号控制。

有益效果：本发明通过增加的预放大电路和失调消除电路，在比较器的输入端补偿了失调电压，大幅度减小了比较器失调电压的影响。而相对于传统的带有预放大电路的比较器，本发明采用全动态结构的预放大器，不消耗静态电流，降低了功耗。

附图说明

图1为本发明一种低失调全动态比较器的电路拓扑结构图；

图2为比较器失调电压等效示意图；

图3为本发明一种低失调全动态比较器各节点电压波形图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，本发明包括预放大电路1、失调消除电路4、与非门锁存器3和锁存电路2。

锁存电路2是一种现有的电路，其包括第八至十六MOS管M8-M16，其中第十二至十五MOS管M12-M15为P型MOS管。第十一MOS管M11的栅极构成了锁存电路第一输入端FP，第八MOS管M8的栅极构成锁存电路第二输入端FN。第十二MOS管M12、第十五MOS管M15的栅极和第十六MOS管M16的栅极均接入时钟信号CLK。