[发明专利]电压比较单元及电压比较器

说明书

本申请提供了一种电压比较单元及电压比较器，电压比较单元，包括多级放大模块，多级放大模块中每级放大模块包括第一晶体管子模块，第二晶体管子模块、第一负载器件和第二负载器件，第一级放大模块中的第一负载器件和第二负载器件为无源器件，所述电压比较单元还包括第一电容模块和第二电容模块，第一级放大模块用于根据第一输入端和第二输入端获取用于比较的第一电压信号和第二电压信号，多级放大模块用于逐级放大第一电压信号和第二电压信号的差值，并获得比较结果。这样，本申请提供的电压比较单元不仅结构简单，而且可以降低等效输入失调电压和等效输入噪声功率，从而提高比较精度。

技术领域

本申请涉及电子技术领域，具体涉及一种电压比较单元及电压比较器。

背景技术

比较器电路是一种判别输入信号与参考信号大小，并输出比较结果的电路，开环电压比较器是比较器电路中的一种，因其具有结构简单，响应速度快，噪声低等优点而被广泛应用于集成电路设计当中。静态开环电压比较器的工作原理为令运算放大器电路开环使用，利用运算放大器的高增益将输入端的小信号进行放大，在输出端直接输出放大信号，从而达到快速输出比较结果的目的。

然而，由于制造工艺的不足，电路中应当完全匹配的器件并没有得到匹配，因而存在一定误差。这些在实际生产中造成的器件失配将导致电路输出结果存在误翻转的情况。该误差可以被等效至电压比较器电路输入端作为输入失调电压。为了减少输入失调电压，许多电路结构被提出，例如自动校零电路（ATZ），具有斩波技术（chopping）的比较器电路等。然而，这些技术均在原有比较器电路的基础上增添了许多的辅助电路，这将增加芯片的复杂度、功耗与面积。此外，输入信号共模电压的变化也将影响比较电路中器件的匹配精度。

发明内容

基于现有技术的不足，本申请提供了一种电压比较单元及电压比较器，以期降低器件结构复杂度，且能降低输入失调电压和输入噪声，提高比较精度。

第一方面，本申请实施例提供了一种电压比较单元，包括多级放大模块，所述多级放大模块中每级放大模块包括第一晶体管子模块，第二晶体管子模块、第一负载器件和第二负载器件；

所述每级放大模块中的所述第一晶体管子模块依次与其他级放大模块中的所述第一晶体管子模块连接，所述每级放大模块中的所述第二晶体管子模块依次与所述其他级放大模块中的所述第二晶体管子模块连接，所述其他级放大模块为所述多级放大模块中与所述每级放大模块相邻的放大模块；

所述每级放大模块中，所述第一晶体管子模块与所述第二晶体管子模块构成差分对，所述每级放大模块中，所述第一晶体管子模块的输出端与所述第一负载器件连接，所述第二晶体管子模块的输出端与所述第二负载器件连接；

所述多级放大模块的第一级放大模块中，所述第一晶体管子模块连接第一输入端，所述第二晶体管子模块连接第二输入端，其中，所述第一级放大模块包括的所述第一负载器件和所述第二负载器件为无源器件；

所述电压比较单元还包括第一电容模块和第二电容模块；

所述多级放大模块的第二级放大模块中，所述第一晶体管子模块的输入端和输出端还分别连接所述第一电容模块，所述第二晶体管子模块的输入端和输出端还分别连接所述第二电容模块；

所述第一电容模块和所述第二电容模块用于降低所述电压比较单元的等效输入噪声功率，所述第一级放大模块用于根据所述第一输入端和所述第二输入端获取用于比较的第一电压信号和第二电压信号，所述多级放大模块用于逐级放大所述第一电压信号和所述第二电压信号的差值，并获得比较结果。

第二方面，本申请实施例提供了一种芯片，包括如上述第一方面所述的电压比较单元。

第三方面，本申请实施例提供了一种电压比较器，包括如上述第一方面所述的电压比较单元或如所述第二方面所述的芯片。