[发明专利]应用于比较器的自我测试电路及自我测试方法

说明书

本案公开了应用于比较器的自我测试电路及自我测试方法。比较器的第一输出端耦接第一反相器的输入端，比较器的第二输出端耦接第二反相器的输入端。比较器根据时脉操作于重置阶段或比较阶段。自我测试方法包含：耦接第一输出端及第二输出端，使比较器进入测试模式；以及使比较器于测试模式下依据时脉操作于重置阶段或比较阶段。在测试模式下，该第一输出端与该第二输出端具有实质上相同的电压。本案应用于比较器的自我测试电路及自我测试方法能够得知比较器是否发生错误，并且可以在发现错误时选择性地调整比较器进而降低电路发生错误的几率。

技术领域

本案涉及比较器，尤其涉及应用于比较器的自我测试电路及自我测试方法。

背景技术

图1为现有比较器的电路图。比较器100为一个两级式的比较器，第一级包含前置放大器110内的五个晶体管，第二级包含除了前述晶体管以外的晶体管。比较器100的第二级包含两个正反馈连接的反相器；两个反相器的其中一者由晶体管121a及晶体管121b构成，另一者由晶体管122a及晶体管122b构成。比较器100从第一级接收信号VIP及VIN，并且从第二级输出信号VOP及VON。比较器100根据时脉CLK及其反相信号#CLK操作在重置阶段或比较阶段。当比较器100应用于某一系统时(例如模拟数字转换器)，时脉CLK可以是该系统的操作时脉。比较器100的动作原理可以参考文献「Michiel van Elzakker,Ed van Tuijl,Paul Geraedts,Daniel Schinkel,Eric Klumperink,and Bram Nauta“A 1.9μW 4.4fJ/Conversion-step 10b 1MS/s Charge-Redistribution ADC,”IEEE InternationalSolid-State Circuits Conference,SESSION 12,pp.244-245,Feb.2008」，于此不再赘述。在没有错误的情况下，当比较器100的比较阶段结束时，输出信号VOP及输出信号VON为反相信号。

在实际应用上，常利用缓冲电路对比较器100的输出信号进行波形整型及提高输出信号的驱动能力。图2为比较器100第二级的两个反相器与缓冲电路串接的电路图。反相器210由晶体管121a及晶体管121b所组成，反相器220由晶体管122a及晶体管122b所组成。信号Q为缓冲电路230对输出信号VOP进行整型及强化之后所产生的信号，信号#Q为缓冲电路240对输出信号VON进行整型及强化之后所产生的信号。缓冲电路230及缓冲电路240可以各包含一个反相器或是数个串接的反相器。以下的说明假设信号Q与输出信号VOP互为反相信号且信号#Q与输出信号VON互为反相信号，并假设输出信号VOP及输出信号VON的电平在比较器100的重置阶段皆为低电平(逻辑0)。

图3A及图3B为输出信号VOP及输出信号VON及缓冲电路的转态电压(transitionvoltage)的示意图。缓冲电路的转态电压VTH可以是缓冲电路230或缓冲电路240的第一级的反相器的转态电压；第一级的反相器直接接收输出信号VOP或输出信号VON的反相器。当输出信号VOP或输出信号VON由不到转态电压VTH变化为超过转态电压VTH时(反之亦然)，信号Q或信号#Q发生电平转换。在图3A及图3B中，时间T0至T3为比较器100的其中一个比较阶段，在比较阶段开始之前，输出信号VOP与输出信号VON的电压相等(也就是信号Q与信号#Q的电压相等)。