[发明专利]一种比较器及其红外焦平面阵列读出电路

说明书

技术领域

本发明涉及红外焦平面阵列读出电路技术领域，尤其是涉及一种红外焦平面阵列读出电路的比较器及其红外焦平面阵列读出电路。

背景技术

非制冷红外焦平面读出电路(ROIC)是一种专用的数模混合信号集成处理电路，在读出集成电路出现以前，前置放大器的混合电路是由分立的电阻、电容和晶体管组成。其对电磁干扰(EMI) 非常敏感，要求放在非常接近前置放大器的地方减少EMI的影响。读出集成电路还提供探测器热学和机械接口、信号处理和包括像电荷转换和增益、频带限制以及多路转换和输出驱动的功能。随着集成电路工艺和技术的发展，尤其是CMOS集成制造技术和工艺的成熟，使ROIC得到了迅猛的发展。

比较器广泛应用于读出电路中的模拟信号到数字信号的转换过程中。在模数转换过程中，首先必须对输入进行采样。接着，经过采样的信号通过比较器以决定模拟信号的数字值。在最简单的情况下，比较器可以作为一个1位模—数转换器。单斜率ADC包括一个斜波发生器、一个时间间隔计数器、一个比较器、一个与门和一个产生输出码字的计数器。转换周期开始时，模拟输入信号被采样、保持并送到比较器的同相端。计数器被复位，时钟同时加到时间间隔计数器和与门上。在第一个时钟脉冲到来时，斜波发生器开始对基准电压进行积分。如果需要比较的信号（积分电路的输出）比斜波发生器的初始输出大，则连到比较器反相端的斜波发生器的输出开始上升。因为需要比较的信号（积分电路的输出）比斜波发生器的输出大，比较器输出高电平，并且加到与门上的每个时钟脉冲引起输出端的计数器计数。最后，当斜波发生器的输出等于需要比较的信号（积分电路的输出）时，比较器的输出降为低电平，输出计数器被禁止。代表输出计数器状态的二进制数现在可以转换成要求的码型。

当需要比较器比较大信号的范围，传统的比较器在同相端信号大小不同时，信号翻转的时间会有所不同，这样的比较翻转时间上的不一致可能会导致之后转换码字的非线性误差以及增加后续校正的难度。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种在较大的共模信号输入范围内进行比较时其翻转时间之间的差异被大大减小的红外焦平面阵列读出电路的比较器及其红外焦平面阵列读出电路。

本发明公开的技术方案包括：

提供了一种红外焦平面阵列读出电路的比较器，其特征在于，包括：比较器电路；灌电流电路，所述灌电流电路一端连接到系统电源，另一端连接到所述比较器电路的输出端，用于减小所述比较器电路的输出端的输出电压由高到低翻转过程中所述比较器电路的比较时间的差异；抽电流电路，所述抽电流电路一端连接到所述比较器电路的输出端，另一端接地，用于减小所述比较器电路的输出端的输出电压由低到高翻转过程中所述比较器电路的比较时间的差异。

本发明的一个实施例中，所述灌电流电路包括第一PMOS管和第一NMOS管，其中：所述第一PMOS管的源极连接到系统电源，漏极连接到所述第一NMOS管的漏极；所述第一NMOS管的漏极连接到所述第一NMOS管的栅极；所述第一NMOS管的源极连接到所述比较器电路的输出端。

本发明的一个实施例中，所述灌电流电路包括第一PMOS管和第一二极管，其中：所述第一PMOS管的源极连接到系统电源，漏极连接到所述第一二极管的正极；所述第一二极管的负极连接到所述比较器电路的输出端。

本发明的一个实施例中，所述抽电流电路包括第二PMOS管和第二NMOS管，其中：所述第二PMOS管的源极连接到所述比较器电路的输出端；所述第二PMOS管的漏极连接到所述第二PMOS管的栅极，并且连接到所述第二NMOS管的漏极；所述第二NMOS管的源极接地。

本发明的一个实施例中，所述抽电流电路包括第二PMOS管和第二二极管，其中：所述第二二极管的正极连接到所述比较器电路的输出端；所述第二二极管的负极连接到所述第二NMOS管的漏极；所述第二NMOS管的源极接地。

本发明的一个实施例中，所述比较器电路包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管和第五MOS管，其中：所述第一MOS管的源极连接到所述第二MOS管的源极，并且连接到所述第五MOS管的漏极；所述第一MOS管的栅极连接到所述比较器电路的第一输入端，漏极连接到所述第三MOS管的漏极；所述第三MOS管的源极连接到所述系统电源，栅极连接到所述第四MOS管的栅极并且连接到所述第三MOS管的漏极；所述第四MOS管的源极连接到所述系统电源，漏极连接到所述第二MOS管的漏极并且连接到所述比较器电路的输出端；所述第二MOS管的栅极连接到所述比较器电路的第二输入端；所述第五MOS管的源极接地。