[发明专利]一种基于薄膜晶体管的模数转换器、芯片以及控制方法

说明书

本发明公开一种基于薄膜晶体管的模数转换器、芯片以及控制方法，本发明通过基准电平模块为比较器模块提供基准电压，比较单元在基准电压下与模拟信号输入量比较处理输出第一比较量，然后伪CMOS反相器单元对第一比较量进行处理得到第二比较量，译码器模块进行译码处理，得到输出数字量；通过设置伪CMOS反相器单元对第一比较量进行处理，利用伪CMOS反相器单元对波形具有整形的特性增大电路的输出摆幅以及直流增益，而直流增益的提高使得所得到的第二比较量为将第一比较量进一步放大后得到的值，即可以提高比较器模块整体的分辨率，减小模数转换器的微分非线性误差和积分非线性误差。本发明可广泛应用于集成电路技术领域。

技术领域

本发明涉及集成电路领域，尤其是一种基于薄膜晶体管的模数转换器、芯片以及控制方法。

背景技术

模数转换器是集成电路中重要的组成元件，用于将模拟信号转换成数字信号，应用十分广泛。金属氧化物薄膜晶体管(Meta loxide thin film transistor，MO－TFT)，具有低制造成本，透光性能好，可大面积制造并且可制作于柔性衬底上等优点。基于MO－TFT的模数转换器在电子温度计的温度测量，数码相机，空气中的湿度、光线、声音，以及生物医疗电信号等模拟信号的检测领域具有潜在的应用前景。而受限于工艺制造水平的发展，目前的工艺水平只能制造单极型n型的TFT器件，互补器件p型TFT的缺失，使得现有的基于MO－TFT模数转换器中的反相器，通常基于传统的二极管负载结构所设计而成，导致直流增益差，输出摆幅窄，最终导致模数转换器的分辨率低，准确率低，模数转换器的性能差。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种分辨率高的基于薄膜晶体管的模数转换器、芯片和控制方法。

本发明采用的技术方案是：一种基于薄膜晶体管的模数转换器，包括：基准电平模块、比较器模块和译码器模块；

所述基准电平模块连接所述比较器模块，用于为所述比较器模块提供若干个基准电压；

所述比较器模块包括若干个比较器，每一所述比较器输入一所述基准电压以及一模拟信号输入量，每一所述比较器包括比较单元和伪CMOS反相器单元，所述比较单元用于在所述基准电压下与所述模拟信号输入量进行比较处理以输出第一比较量，所述伪CMOS反相器单元连接所述比较单元输出所述第一比较量的一端，用于对所述第一比较量进行处理，得到第二比较量；

所述译码器模块与所述比较器模块连接，用于对每一所述比较器输出的所述第二比较量进行译码处理，得到输出数字量。

进一步，所述比较单元包括第一薄膜晶体管、第二薄膜晶体管、第一电容和第二电容，所述第二薄膜晶体管的第一端输入所述模拟信号输入量，所述第二薄膜晶体管的第二端连接所述第一薄膜晶体管的第二端、所述第一电容的第一端以及所述第二电容的第一端，所述第一薄膜晶体管的第一端输入所述基准电压，所述第一电容的第二端接地，所述第二电容的第二端为所述比较单元输出所述第一比较量的一端，所述第一薄膜晶体管的第三端和所述第二薄膜晶体管的第三端为栅极。

进一步，所述伪CMOS反相器单元包括奇数个级联的伪CMOS反相器，其中最后一级的伪CMOS反相器的输出端与第一级的伪CMOS反相器的输入端通过第三薄膜晶体管连接，所述第一级的伪CMOS反相器的输入端连接所述比较单元输出所述第一比较量的一端。

进一步，每一所述伪CMOS反相器包括第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管和第四场效应管；

所述第一场效应管的第三端和所述第二场效应管的第三端连接所述比较单元输出所述比较量的一端，所述第一场效应管的第二端和所述第二场效应管的第二端接地，所述第一场效应管的第一端连接所述第三场效应管的第二端、所述第三场效应管的第三端以及所述第四场效应管的第三端，所述第二场效应管的第一端连接所述第四场效应管的第二端，所述第三场效应管的第一端和所述第四场效应管的第一端连接电源；