[发明专利]一种低功耗高速高精度比较器电路

权利要求书

1.一种低功耗高速高精度比较器电路，其特征是包括：顺序连接的四个输入采样开关，前置放大器、耦合电容C1，C2、二级预放大器、输出锁存器，其中采样开关S1，S2，S3，S4，用于在复位(失调存储)阶段将输入接固定参考电平Vref，在比较时间将输入接差分输入信号Vn，Vp ；前置放大器采用失调消除技术以减少输入端产生的误差，二级预放大器双端输入单端输出进一步提高放大倍数，二级放大器与前置放大器之间通过电容链接，来消除失调输入失调和输出失调，锁存器加快比较速度，输出结果并锁存，通过二级预放大器的输出状态控制锁存器的工作状态。

2.根据权利要求1所述的一种低功耗高速高精度比较器，其特征是前置放大器采用交叉结构的P晶体管负载，由晶体管MN0到晶体管MN3，晶体管MP0到晶体管 MP3组成，晶体管MN0和晶体管MN1组成差分输入对管，晶体管MP3和晶体管MP2组成耦合对管，用于放大差分输入信号。

3.根据权利要求1所述的一种低功耗高速高精度比较器，其特征是耦合电容C1，C2，与前置放大器的输出和二级预放大器的输入相连，在复位阶段用于存储前置放大器的失调电压，在比较阶段用于将前置放大器输出变化量耦合到二级预放大器输入端。

4.根据权利要求1所述的一种低功耗高速高精度比较器，其特征是二级预放大器由晶体管MN3，晶体管MN4组成第一级差分输入对管，晶体管MN7作为尾电流管，栅极接偏置电压Vb，晶体管MN7的源极接晶体管MN8的漏极，晶体管MN8的栅极接CLK,在比较阶段，晶体管MN8工作在深线性区，在CLK为低时晶体管MN8工作在截止区，晶体管MP4，MP5，MP6，MP7组成带弱正反馈的交叉耦合结构负载，晶体管MP6和晶体管MP7的宽长比应该小于晶体管MP4和晶体管MP5宽长比；晶体管MP9，MP8，MN6，MN5组成其第二级，其中晶体管MN5的漏极和栅极连接，把双端输入转单端输出；晶体管MP10，MP11接在一级放大器与二级放大器之间，晶体管MP10，MP11的栅极接控制信号ENA，当ENA为高电平时，晶体管MP10，MP11工作在截止区，二级预防大器正常输出放大结果，其后的锁存器也输出比较结果，当ENA为低电平时，晶体管MP10，MP11工作在饱和区，此时，晶体管MP9的栅极和漏极都接高电平，工作在截止区，此时二级预防大器输出为高阻态，锁存器锁存再生上次比较结果；输入信号与参考信号的差值，通过全动态结构的二级放大，不消耗静态电流，由二级放大器的输出状态控制输出锁存器的状态。

5.根据权利要求1所述的一种低功耗高速高精度比较器，其特征是输出锁存器由晶体管MP12，MP13，MP1，MP15，MP16，MN9，MN10，MN11，MN12，MN13组成，晶体管MP13和晶体管MN10组成反相器级联由晶体管MP16和晶体管MN9组成的反相器，前级输出迅速建立到数字逻辑输出电平；晶体管MN12，MN13，MP12，MP15组成正反馈的交叉耦合的反相器，对输出结果进行锁存。