[发明专利]一种电流比较器

说明书

本发明公开一种电流比较器，包括电流作差级、增益级和输出级；电流作差级为共源共栅电流镜，电流输入端连接栅漏短接的MOS管，使得电流比较器的等效输入阻抗降低，能够增大比较速度；增益级引入带反馈的电流源负载的共源放大器，并且电流源偏置电压由高阈值电压管产生，可以减小偏置管电流，节省功耗；输出级引入自偏置差分放大器，可以明显提升输出比较器的驱动能力。根据理论分析和仿真结果表明，本发明具有高精度和高驱动能力的特点。

技术领域

本发明涉及集成电路设计领域，具体涉及一种高精度电流比较器。

背景技术

随着集成电路技术的快速发展，片上系统已经得到了广泛的应用。在大多数片上系统中均有电流比较器的身影，如数据转换器芯片，电源芯片，甚至用于工业的数字隔离器芯片等等。电流比较器的速度，精度，失调率等指标，在一定程度上会影响整个系统的性能。

传统的电流比较器为了实现较大的增益以及较大的驱动能力，会采用多级增益级或者多级反相器串联结构，但是多级串联会制约比较器的精度及速度。

发明内容

有鉴于此，本发明解决的技术问题是克服现有方法的不足，提出一种结构简单，易于实现，精度高，驱动能力强的电流比较器。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术手段实现的：

一种电流比较器，包括电流作差级、增益级和输出级，包括电流作差级、增益级和输出级，包括正相电流输入端INP、电源端VDD、正相基准电流输入端Iref+、反相基准电流输入端Iref-、反相电流输入端INN、地端GND、输出端OUT；

电流作差级，包括两对共源共栅电流镜，用于接收正相输入电流和反相输入电流，正相基准电流和反相基准电流，并输出正相输入电流与反相输入电流的作差值；

增益级，包括分压偏置电路、单级共源放大器、反相器，用于接收电流作差级输出的作差电流，并将电流信号转换为电压信号，将电压信号进行放大后输出两路反相的电压信号；

输出级，用作自偏置差分放大器，包括两互为偏置的差分结构，用于接收增益级输出的两路电压信号进行比较，并依据两电压信号的比较结果执行输出。

优选地，所述的电流作差级包括NMOS管N1～N4和PMOS管P1～P4；其中，PMOS管P1～P4构成PMOS共源共栅电流镜，NMOS管N1～N4构成NMOS共源共栅电流镜；PMOS管P1的源极与PMOS管P2的源极同时连接电源VDD端；PMOS管P1的栅极与漏极连接，并同时连接PMOS管P2的栅极、PMOS管P3的源极以及正相电流输入端INP；PMOS管P2的漏极与PMOS管P4的源极连接；PMOS管P3的栅极与漏极连接，并同时连接反相基准电流输入端Iref-和PMOS管P4的栅极；PMOS管P4的漏极连接NMOS管N4的漏极，此连接点作为电流作差级的输出；NMOS管N3的栅极与漏极连接，并同时连接正相基准电流输入端Iref+和NMOS管N4的栅极；NMOS管N4的源极与NMOS管N2的漏极连接；NMOS管N1的栅极与漏极连接，并同时连接NMOS管N3的源极、NMOS管N2的栅极以及反相电流输入端INN；NMOS管N1的源极和NMOS管N2的源极均连接地端GND。