[实用新型]带迟滞功能的电流比较器

说明书

技术领域

本实用新型属于集成电路下电流比较器技术领域。

背景技术

在光纤通信集成电路的接收端，需要将光信号通过光电二极管转换为电流信号，再通过跨阻放大器将电流信号转换为电压信号。跨阻放大器性能要求是高带宽，低噪声，中等增益和较快的响应速度，其输出信号夹杂着噪声将一并传递给高增益的限幅放大器。为了使得限幅放大器放大符合电平标准的电信号，在限幅放大器中增加对输入信号噪声的判决电路，该判决电路中将包含电流比较器，精确地判别输入的是噪声还是符合电平标准的电信号，实现对限幅放大器主通路的关闭和开启控制。

图1给出了传统的电流比较器的电路结构。图1中，电流比较器由PMOS晶体管MP1、NMOS晶体管MN1、NMOS晶体管MN3构成三个电流镜；PMOS晶体管MP2、NMOS晶体管MN2、NMOS晶体管MN4和电阻R0构成两对共源极放大器；和三对反相器组合成电流比较器。

电流比较器的原理和结构：电流源I0向电路输入电流I₀(＝阈值电流I_H)，电流源Ipeak_current向电路输入由数据电平转换成的尖峰电流I_peak，两者进行比较。阈值电流I_H和尖峰电流I_peak分别被NMOS晶体管MN1和PMOS晶体管MP1镜像到NMOS晶体管MN2和PMOS晶体管MP2的漏极。当I_peak>I_H时，多余的电流流入NMOS晶体管MN3的漏极并镜像到NMOS晶体管MN4的漏极，NMOS晶体管MN4的漏源电压V_MN4,DS可以表示为：

V_MN4，DS＝VDD-R₀(I_peak-I_H)(1)

其中R₀为电阻R0的阻值，VDD为直流工作电源。

则NMOS晶体管MN4的漏极在输入尖峰电流I_peak大于阈值电流I_H情况下为低电平，通过三对反相器整型输出电压Vout为高电平。

当I_peak<I_H时，将没有电流流过NMOS晶体管MN3的漏极，NMOS晶体管MN4的漏极不存在电流，通过公式(1)分析，尖峰电流I_peak小于阈值电流I_H的情况下，NMOS晶体管MN4的漏极电压V_MN4,DS为高电平，通过三对反相器输出电压Vout低电平。

实际应用中，电流比较器在对输入电流进行比较时采用统一的阈值电流，并且电流比较器的响应速度过快，那么它对尖峰电流夹带的噪声敏感，将会使得输出电平出现不必要的翻转，影响最终的判决结果。

发明内容

本实用新型目的是为了解决传统电流比较器采用统一的阈值电流，且因响应速度过快，进而对尖峰电流夹带的噪声敏感，导致输出电平出现不必要的翻转，影响最终的判决结果的问题，提供了一种带迟滞功能的电流比较器。

本实用新型所述带迟滞功能的电流比较器包括阈值电流控制单元、反相器INV0、反相器INV1、NMOS晶体管MN1～MN5、NMOS晶体管MN9～MN10、PMOS晶体管MP3和电流源Ipeak_current；

阈值电流控制单元的一号偏置电压信号输出端连接PMOS晶体管MP3的栅极；阈值电流控制单元的二号偏置电压信号输出端同时连接NMOS晶体管MN9的栅极和NMOS晶体管MN10的栅极；

PMOS晶体管MP3的源极连接直流电源VDD；PMOS晶体管MP3的漏极同时连接NMOS晶体管MN1的漏极及栅极、NMOS晶体管MN2的栅极和NMOS晶体管MN3的栅极；NMOS晶体管MN1的源极、NMOS晶体管MN2的源极和NMOS晶体管MN3的源极共同连接GND；

电流源Ipeak_current的负端同时连接NMOS晶体管MN2的漏极、NMOS晶体管MN4的漏极、NMOS晶体管MN10的漏极、NMOS晶体管MN5的栅极和反相器INV0的输入端；

NMOS晶体管MN4的源极同时连接NMOS晶体管MN3的漏极和NMOS晶体管MN9的漏极；NMOS晶体管MN9的源极、NMOS晶体管MN10的源极、NMOS晶体管MN5的源极及漏极共同连接GND；