[发明专利]一种具有输出级加速功能的电压比较器

说明书

本发明适用于集成电路技术领域，提供了一种具有输出级加速功能的电压比较器，包括偏置电路、两级比较器和加速电路；偏置电路作用于两级比较器和加速电路，提供电压偏置；两级比较器包括第一级比较电路和第二级比较电路；加速电路包括加速通路、第一加速支路和第二加速支路；本发明提供的具有输出级加速功能的电压比较器，可以提升两级比较器的输出从高电平翻转为低电平时的速度。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种具有输出级加速功能的电压比较器。

背景技术

电压比较器是集成电路中的重要模块，电压比较器主要实现电压的比较功能，广泛应用于振荡器、开关电源保护电路以及ADC电路等。尤其是在过温保护、过流保护、过压保护等保护电路的应用中，一方面要求电压比较器具有高精度，即对输入电压的分辨率高，以保证实现准确的保护点；另一方面还要求电压比较器具有高速度，以保证快速地进入保护状态，防止电路由于长时间处于过温、过流或者过压状态导致电路损坏。例如，对于某一过流保护电压比较器而言，其正向输入端连接固定的参考电压，负向输入端连接过流保护采样电压，未发生过流时，采样电压低于参考电压，过流保护比较器输出高电平，整个电路正常工作；发生过流时，采样电压高于参考电压，过流比较器输出翻转为低电平，这种情况下就要求过流比较器输出从高电平翻转为低电平的速度快，以迅速关断整个电路，防止长时间过流造成电路损坏。

而传统的高精度电压比较器采用开环运算放大器结构，其特点是开环增益高，对输入电压的分辨率高，缺点是速度慢。传统的高速比较器采用锁存器结构，速度较快，但是对输入电压的分辨率低，失调电压大。为了提升速度，降低传输延时，传统的高精度电压比较器往往需要增加输出级的电流，这就导致功耗增加。为了降低失调电压，提高对输入电压的分辨率，可以在传统的高速比较器中增加预放大级或者失调消除电路，但是会导致功耗增加，同时也加大了设计复杂度。

因此，需要一种新颖的电压比较器电路架构，解决现有技术中存在的精度、速度和功耗等问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种具有输出级加速功能的电压比较器，以解决传统电压比较器功能不完善，不能同时实现高精度、高速度和低功耗的性能的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供一种具有输出级加速功能的电压比较器，包括偏置电路、两级比较器和加速电路；所述偏置电路作用于所述两级比较器和所述加速电路，提供电压偏置；

所述两级比较器包括第一级比较电路和第二级比较电路；所述加速电路包括加速通路、第一加速支路和第二加速支路；

所述第一级比较电路接入待比较电压和固定的参考电压，所述第二级比较电路对所述第一级比较电路的一级输出进行放大，放大后获得二级输出，所述二级输出作为所述两级比较器的输出，作用于所述第一加速支路和所述第二加速支路；所述第一加速支路和所述第二加速支路作用于加速通路，所述加速电路作用于所述两级比较器的输出；

其中，所述两级比较器的输出恒定为高电平或低电平时，所述第一加速支路或所述第二加速支路导通；

所述两级比较器的输出从高电平翻转为低电平时，所述第一加速支路和所述第二加速支路使所述加速通路导通，所述第二级比较电路的下拉电流增大，提高所述两级比较器的输出的拉低速度。

可选地，所述第一级比较电路包括负向输入端、正向输入端和第一级输出端，所述第二级比较电路包括第二级输入端和第二级输出端，所述负向输入端接入待比较电压、所述正向输入端接入固定的参考电压，所述第一级输出端连接所述第二级输入端，所述第二级输出端输出二级输出；

所述第一级比较电路包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管和第五MOS管；所述第二级比较电路包括第六MOS管和第七MOS管；