[实用新型]一种高压器件工作在低电压下的全差分低功耗比较器

说明书

技术领域

本实用新型涉及高压器件应用于低电压电路的比较器电路，尤其涉及一种高压器件工作在低电压下的全差分低功耗比较器。

背景技术

现有技术中，常用的全差分CMOS时钟控制比较器电路结构请参照图1至图3，为了减少静态功耗，通常由一个前置放大器和一个后置锁存器组成，其中前置放大器用于将输入信号和参考电压的差值放大，为了实现高速比较，前置放大器的放大倍数一般在10dB左右，而后置锁存器将放大后的信号通过时钟控制的再生正反馈实现快速翻转，以产生比较器输出结果。图1至图3所列举的几种CMOS时钟控制比较器，在正常工艺和正常电源电压下能够工作，但是当5V中高压CMOS器件用于2.4V低电源电压环境时，容易出现如下问题：首先，由于5V器件的VTH值会超过1V，加上源端衬底偏置效应，导致低电源电压下前置放大器会发生失效或者增益很低；同时，制造成本较高，其次，后置锁存器在低电源电压下的再生正反馈减弱，导致比较器输出翻转很慢。受这两种情况的影响，致使常用的时钟控制比较器在大驱动电流条件下难以正常工作。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种高压器件工作在低电压下的全差分低功耗比较器，用以实现在低电流条件下增加前置放大器的增益，提高后置锁存器的再生正反馈速度，以及在低电源电压与低静态电流条件下实现高速高精度信号处理。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案。

一种高压器件工作在低电压下的全差分低功耗比较器，其包括有前置全差分放大器、限流反相器和再生正反馈锁存器，其中：所述前置全差分放大器包括有第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管和第四NMOS管，所述第一PMOS管的发射极、第二PMOS管的发射极、第三PMOS管的发射极和第四PMOS管的发射极均连接于高电位，所述第二PMOS管的栅极、第三PMOS管的漏极、第四PMOS管的漏极和第四PMOS管的栅极相连接后作为前置全差分放大器的第一输出端，所述第一PMOS管的栅极、第一PMOS管的漏极、第二PMOS管的漏极和第三PMOS管的栅极相连接后作为前置全差分放大器的第二输出端，所述第二NMOS管的漏极和第四NMOS管的漏极均连接于前置全差分放大器的第一输出端，所述第一NMOS管的漏极和第三NMOS管的漏极均连接于前置全差分放大器的第二输出端，所述第一NMOS管的栅极和第二NMOS管的栅极分别用于接收输入电压信号，所述第三NMOS管的栅极和第四NMOS管的栅极分别用于接入参考电压信号，所述第一NMOS管的源极、第二NMOS管的源极、第三NMOS管的源极和第四NMOS管的源极均连接于低电位；所述限流反相器连接于前置全差分放大器的第一输出端和第二输出端，所述限流反相器用于对前置全差分放大器的输出信号进行二级放大；所述再生正反馈锁存器连接于限流反相器的第一输出端和第二输出端，所述再生正反馈锁存器用于将限流反相器输出的模拟信号转换为数字信号。

优选地，所述前置全差分放大器还包括有第一限流NMOS管和第二限流NMOS管，所述第一NMOS管的源极和第二NMOS管的源极均连接于第一限流NMOS管的漏极，所述第三NMOS管的源极和第四NMOS管的源极均连接于第二限流NMOS管的漏极，所述第一限流NMOS管的源极和第二限流NMOS管的源极均连接于低电位，所述第一限流NMOS管的栅极和第二限流NMOS管的栅极均用于接入限流控制信号。

优选地，所述限流反相器包括有第五PMOS管、第六PMOS管、第五NMOS管和第六NMOS管，所述第五PMOS管的源极和第六PMOS管的源极均连接于高电位，所述第五PMOS管的栅极和第五NMOS管的栅极均连接于前置全差分放大器的第一输出端，所述第六PMOS管的栅极和第六NMOS管的栅极均连接于前置全差分放大器的第二输出端，所述第五NMOS管的源极和第六NMOS管的源极均连接于低电位，所述第五PMOS管的漏极和第五NMOS管的漏极相互连接后作为限流反相器的第一输出端，所述第六PMOS管的漏极和第六NMOS管的漏极相互连接后作为限流反相器的第二输出端。

优选地，所述限流反相器还包括有第三限流NMOS管，所述第五NMOS管的源极和第六NMOS管的源极均连接于第三限流NMOS管的漏极，所述第三限流NMOS管的源极连接低电位，所述第三限流NMOS管的栅极用于接入限流控制信号。