[发明专利]一种自带偏置的低电压比较器

说明书

本发明适用于集成电路技术，提供了一种自带偏置的低电压比较器，该电路的结构非常简单，一共包括六个MOS管，其中三个MOS管使得参考电压充当电路的偏置电压，结合另外三个MOS管，完成电压比较的工作。由于其特殊的结构，本发明中的电路存在以下优势：1、本发明中的比较器可以工作在较低的电压下。2、本发明中的比较器的使能信号EN可以让比较器工作完成后将比较器关断，节约功耗。3、本发明中的比较器自带偏置，结构简单，功耗比一般电路更低。4、本发明中的比较器共模输入范围比较大。5、本发明中的比较器共模输入电压相对较低的时候，输入输出的传输延时更小。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别是一种自带偏置的低电压比较器。

背景技术

集成电路产业遵循着摩尔定律高速向前发展，成为了信息产业的重要支柱，具有重要的战略意义和巨大的经济价值，改变了社会生产和人们的生活。摩尔定律要求集成电路工艺的特征尺寸按比例不断减小，推动着数字电路的集成度愈来愈高，工作速度愈来愈快，可实现的功能愈来愈多，同时并不会显著地增加功耗。而且，数字信息易于存储和传输。因此，实际应用中信号处理大多通过数字电路实现。而实际物理世界中的声、光、力、热、电等信息都是模拟信息。电压比较器将输入的模拟信号转化为数字信号输出，是数字世界与模拟世界之间的一个最简单的枢纽。

在集成电路的设计中，电压比较器的应用十分常见，在报警器电路、自动控制电路、A/D变换电路、高速采样电路、电源电压监测电路、振荡器及压控振荡器电路、过零检测电路以及上电复位等电路中都有广泛的应用；在系统级应用中，电压比较器在便携式和电池驱动的系统、扫描仪和高速接收器中也有非常广泛的应用；此外电压比较器也可用于恢复时种信号和高速方波。

在不同的应用场景，对比较器的各种特性要求的侧重点也不同。一般衡量比较器性能的指标包括：共模输入范围、最小差模输入(也就是增益)、传输时延、摆率、单位增益带宽等。在一般的电路中，比较器速度、功耗、延时等性能对整个电路的速度、功耗和延时都有着至关重要的影响。关于比较器的研究，综合国际和国内发展的情况来看，低功耗、低的传输延迟时间是比较器发展的必然趋势。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种自带偏置的低压比较器，以解决在低电源电压或者参考电压较低的情况下，传统比较器的精度，速度和功耗等性能不够好，甚至是不能工作的问题。

为实现上述目的，本发明提出了一种自带偏置的低压比较器，包括六个MOS管M₁、M₂、M₃、M₄、M₅、M₆，电路处于比较状态时，输入参考电压V_in1从M₅的源极输入，并为M₂、M₃和M₄提供栅极电压，让M₂、M₃和M₄导通，使能信号EN为M₁提供栅极电压让M₁工作在饱和区。对于M₅，由于V_GS5＝V_DS5，所以M₅要么工作在饱和区，要么工作在亚阈值区。另外M₅和M₆的栅极相连，所以V_G5＝V_G6，此时，V_in1与V_in2的比较被转化为V_GS6与V_GS5的比较，V_in2与参考电压V_in1的大小发生改变，可以让M₆的工作状态发生改变，最终导致输出端口的高低电平变换。不需要比较器工作时，使能信号EN让M₁工作在截止区，从而让电路断开，电路停止工作。

本发明提出的一种自带偏置的低压比较器电路如图1所示。