[发明专利]一种动态比较器

权利要求书

1. 一种动态比较器，其特征在于，该动态比较器包括预放大器和带驱动的正反馈锁存器，所述预放大器由时钟信号CLK和异步控制信号reset控制，所述带驱动的正反馈锁存器由CLK控制；

当CLK为低电平时，reset为高电平，连接所述预放大器两个输出端的管子断开，预放大器对输入信号进行放大，正反馈锁存器复位；

当CLK为高电平时，预放大器的尾电流管截止，且输出端与预放大器的负载之间也断开，正反馈锁存器工作，当正反馈锁存器输出比较结果时，reset变为低电平，连接预放大器输出端的管子闭合，使得预放大器的输出端复位。

2. 根据权利要求1所述的动态比较器，其特征在于，所述预放大器采用开环结构。

3. 根据权利要求1或2所述的动态比较器，其特征在于，所述预放大器包括：

第一输入管Mn1，其栅极接差分输入信号in+；

第二输入管Mn2，其栅极接差分参考电压信号ref+；

第三输入管Mn3，其栅极接差分参考电压信号ref-；

第四输入管Mn4，其栅极接差分输入信号in-；

第一开关管Mc1，其栅极接时钟信号CLK；

第二开关管Mc2，其栅极接时钟信号CLK；

复位管Ms，其栅极接reset信号；

第一偏置管Mb1和第二偏置管Mb2，二者的栅极互相连接；

第一负载管Mp1和第四负载管Mp4，二者的栅极分别与自身的漏极连接；

第二负载管Mp2和第三负载管Mp3，二者的栅极分别与对方的漏极连接；

所述第一偏置管Mb1的漏极接第一输入管Mn1和第二输入管Mn2的源极，第二偏置管Mb2的漏极接第三输入管Mn3和第四输入管Mn4的源极，第一偏置管Mb1和第二偏置管Mb2的源极分别接地；

所述第一输入管Mn1和第三输入管Mn3的漏极接第一开关管Mc1的漏极，第二输入管Mn2和第四输入管Mn4的漏极接第二开关管Mc2的漏极；

所述第一开关管Mc1的漏极接复位管Ms的源极，第一开关管Mc1的源极接第一负载管Mp1和第二负载管Mp2的漏极；

所述第二开关管Mc2的漏极接复位管Ms的漏极，第二开关管Mc2的源极接第三负载管Mp3和第四负载管Mp4的漏极；

所述第一负载管Mp1、第二负载管Mp2、第三负载管Mp3和第四负载管Mp4的源极互相连接。

4. 根据权利要求3所述的动态比较器，其特征在于，所述第二负载管Mp2和第三负载管Mp3为增益自举电路，进一步提高预运放的放大倍数从而提高比较器的灵敏度；

所述复位管Ms，连接其栅极的reset信号由锁存器的输出和时钟信号共同控制。

5. 根据权利要求3所述的动态比较器，其特征在于，

当CLK信号为高电平时，第一偏置管Mb1和第二偏置管Mb2的栅极悬空，工作在截至区；同时第一开关管Mc1与第二开关管Mc2截止，输入管与负载管之间断开，预放大器无静态电流；

当CLK信号为低电平时，第一偏置管Mb1和第二偏置管Mb2接到偏置电路上，第一开关管Mc1与第二开关管Mc2导通，预放大器工作；

当reset信号为低电平时，预放大器处于复位态，输出相等的信号，而当reset信号为高电平时，预放大器放大输入信号；

当锁存器比较出结果时out-和out+中有一个会变高，这时reset信号变低，预放大器进行复位，而在下一次预放大时即时钟信号CLK变低时管子打开，这样预放大时运放是从共模点开始建立的，加快了预放大器的建立速度；

节点opout-和节点opout+接在一起，这两个节点由比较器输出引起的电压变化反映在输入端仅引起共模波动，降低回馈噪声。

6. 根据权利要求1所述的动态比较器，其特征在于，所述带驱动的正反馈锁存器包括4个PMOS管Mp5、Mp6、Mp7和Mp8，以及5个NMOS管Mn5、Mn6、Mn7、Mn8和Mn9以及两个反相器；

其中，Mp5、Mp8和Mn9是开关管，其栅极分别接时钟信号CLK，控制锁存器的工作状态；

当CLK为低电平时，Mp5和Mp8导通，Mn9截止，使得输出电压out+和out-都为低电平；

当CLK为高电平时，PMOS管Mp6、Mp7和NMOS管Mn5、Mn6构成了两个正反馈环，共同放大输入信号。