[发明专利]一种应用于低功耗芯片的迟滞比较器电路

说明书

本发明公开一种应用于低功耗芯片的迟滞比较器电路，包括开环预放大电路，开环预放大电路用于将两个输入端的差分电压进行放大后输出到buffer电路，buffer电路是一个射随电路，将接收到的差分电压的共模电平降低一个PN结电压输出到过零比较器的输入，过零比较器的输出连接正反馈环路的输入，正反馈环路的输出反馈信号至开环预放大电路的输入端。本发明解决了现有技术中存在的比较器的迟滞随温度工艺等产生较大漂移，无法满足较高精度应用以及掉电后比较器输出状态无法保存的问题。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，涉及一种低功耗芯片的迟滞比较器电路。

背景技术

现代生活中电子产品不断革新，芯片作为最核心的元件，应用上对其性能和功耗要求也越来越严格，因模拟芯片具有集成度高，工作温度范围广，响应速度快，输出稳定等特点，得到广泛应用。

迟滞比较器是一个具有迟滞回环传输特性的比较器。迟滞比较器又可理解为加正反馈的单限比较器。

对于单限比较器，如果输入信号Uin在门限值附近有微小的干扰，则输出电压就会产生相应的抖动(起伏)。在电路中引入正反馈可以克服这一缺点。现有的迟滞比较器的电路结构如图8所示，其中工作原理为：

假设初始状态为V-V+，输出为低电平，此时满足：

输入信号Vin由大变小，小于V+时，输出跳变为高电平，此时满足：

输入信号Vin由小再变大时，大于公式(2)中的V+时输出跳变为低电平。由上分析可以看出，迟滞比较器有两个门限电压。输入单方向变化时，输出只跳变一次。输入由大变小时，对应小的门限电压；输入由小变大时，对应大的门限电压。在两个门限电压之间，输出保持原来的输出。

图9为现有技术中迟滞比较器的电压传输特性图，不难看出，当输出状态一旦转换后，只要在跳变电压值附近的干扰不超过两个阈值之差ΔU(ΔU＝U₊-U_-)，输出电压的值就将是稳定的。但随之而来的是分辨率降低。因为对迟滞比较器来说，它不能分辨差别小于ΔU的两个输入电压值。迟滞比较器加有正反馈可以加快比较器的响应速度，这是它的一个优点。除此之外，由于迟滞比较器加的正反馈很强，远比电路中的寄生耦合强得多，故迟滞比较器还可免除由于电路寄生耦合而产生的自激振荡。

目前现有电路中存在以下问题：

首先，现有的比较器为先放大再比较，该方法主要的问题在于比较器的迟滞随温度工艺等产生较大漂移，无法满足较高精度的应用。所以，基于以上的总结和分析需改变迟滞比较器的模块结构。

其次，一旦比较器的输入电源掉电，再次上电时比较器的状态是随机的，可能是高电平，也可能是低电平，这对于芯片内部使用脉冲电源供电的低功耗应用来说，是不能接受的。

发明内容

本发明的目的是提供一种低功耗芯片的迟滞比较器电路，解决了现有技术中存在的比较器的迟滞随温度工艺等产生较大漂移，无法满足较高精度应用以及掉电后比较器输出状态无法保存的问题。

本发明所采用的技术方案是，

一种低功耗芯片的迟滞比较器电路，包括开环预放大电路，开环预放大电路用于将两个输入端的差分电压进行放大后输出到buffer电路，buffer电路是一个射随电路，将接收到的差分电压的共模电平降低一个PN结电压输出到过零比较器的输入，过零比较器的输出连接正反馈环路的输入，正反馈环路的输出反馈信号至开环预放大电路的输入端。

本发明的特点还在于，