[发明专利]低压低功耗共模电压变化不敏感的二级全动态比较器

说明书

本发明涉及一种低压低功耗共模电压变化不敏感的二级全动态比较器。包括依次连接的第一级前置动态放大器、第二级前置动态放大器和动态锁存器，第一级前置动态放大器的一对输入端作为所述二级全动态比较器的一对输入端，动态锁存器的一对输出端作为所述二级全动态比较器的一对输出端，第一级、第二级前置动态放大器的时钟信号输入端相连接作为所述二级全动态比较器的第一时钟信号输入端，动态锁存器的时钟信号输入端作为所述二级全动态比较器的第二时钟信号输入端，第一、第二时钟信号输入端输入的时钟信号反相。本发明相比于传统的比较器无静态功耗，可工作在低压环境下，并且可以对抗共模电压的变化，实现比较器低压低功耗共模电压变化不敏感。

技术领域

本发明涉及一种低压低功耗共模电压变化不敏感的二级全动态比较器。

背景技术

随着CMOS技术的不断发展与进步，工艺制程正在不断的缩小，这大大的提高了晶体管的运行速度、能效和电路系统的集成规模；数字电路在这个趋势下显现出前所未有的优势。模数转换器作为模拟与数字的桥梁，它的功耗高低在这个系统的功耗占比中显得尤为重要；而比较器作为绝大部分模数转换器的核心组成部分和功耗的核心来源，低功耗比较器的研究，对于在整个物联网节点的发展至关重要。

比较器主要有前级放大器和锁存器组成，主要分为静态比较器和动态比较器。静态比较器和动态比较器相比一般功耗较高，其两种工作状态（比较状态和复位状态）决定了动态比较器适合应用于智能家居和低功耗的可穿戴传感器应用。不过目前的动态比较器使用了前置放大器加动态锁存器的方式，有动态锁存器的存在，所以也被称为动态比较器。但是前置放大器部分的静态功耗依旧无法减少，再加上有些情况下比较器的输入共模电压是变化的并且工作在低压情况下，因此对ADC整体的功耗和精度影响很大，使得比较器性能下降。为了解决以上动态比较器的不足，研究学者们致力于研究低压低功耗共模电压变化不敏感的的全动态比较器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低压低功耗共模电压变化不敏感的二级全动态比较器，无需考虑静态功耗，可工作在低压环境下，并且可以对抗共模电压的变化，实现低压低功耗共模电压变化不敏感。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种低压低功耗共模电压变化不敏感的二级全动态比较器，包括依次连接的第一级前置动态放大器、第二级前置动态放大器和动态锁存器，第一级前置动态放大器的一对输入端作为所述二级全动态比较器的一对输入端，动态锁存器的一对输出端作为所述二级全动态比较器的一对输出端，第一级前置动态放大器的时钟信号输入端与第二级前置动态放大器的时钟信号输入端相连接作为所述二级全动态比较器的第一时钟信号输入端，动态锁存器的时钟信号输入端作为所述二级全动态比较器的第二时钟信号输入端，第一时钟信号输入端输入的时钟信号与第二时钟信号输入端输入的时钟信号反相。

在本发明一实施例中，所述第一级前置动态放大器连接有一第一偏置电压电路，第二级前置放大器连接有一第二偏置电压电路。

在本发明一实施例中，所述第一级前置动态放大器包括晶体管M1、M2、M3、M4、M5、M6，电容C1、C2，M1的源极与M3的漏极、C1的一端相连接并作为所述第一级前置动态放大器的第一输出端，M2的源极与M4的漏极连接、C2的一端相连接并作为所述第一级前置动态放大器的第二输出端，M1的栅极、M2的栅极分别作为所述第一级前置动态放大器的第一输入端、第二输入端，M1的漏极、M2的漏极相连接至M5的漏极，M3的栅极、M4的栅极、M5的栅极相连接作为所述第一级前置动态放大器的时钟信号输入端，M3的源极、M4的源极相连接至电源电位，M5的源极与M6的漏极相连接，M6的栅极与第一偏置电压电路连接，M6的源极与C1的另一端、C2的另一端相连接至地电位。