在翻转点进行性能提升的非恒定偏置低功耗连续时间比较器的制造方法
【专利说明】在翻转点进行性能提升的非恒定偏置低功耗连续时间比较
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技术领域
[0001]本发明属于集成电路技术领域，涉及一种在翻转点进行性能提升的非恒定偏置低功耗连续时间比较器。
【背景技术】
[0002]箝位推挽输出比较器是一种电压型比较器，如图1所示，该比较器是通过输入差分对产生相差电流，然后将电流放大，通过比较电流大小与方向，对负载进行充放电，若正向输入大于反向输入，比较器对负载充电，输出为高电平；若正向输入小于反向输入，比较器负载开始放电，输出为低电平。该比较器功耗大，因为不论两输入差是大还是小，其尾电流始终是不变的，为了在小输入差的时候获得较小的传输延时，需要采用大的尾电流，而当要比较的两输入差较大时，大的尾电流是不必要的，使得电路消耗较大的电流，造成大的功耗。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于解决上述现有技术中的问题，提供一种在翻转点进行性能提升的非恒定偏置低功耗连续时间比较器，该电压比较器能够减小箝位推挽输出比较器的功耗，在相同传输延时下，本发明的电压比较器功耗降低了 60%以上。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现:
[0005]一种在翻转点进行性能提升的非恒定偏置低功耗连续时间比较器，包括由第一MOS管、第二 MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管、第七MOS管、第八MOS管和第九MOS管构成的电压比较器，第一 MOS管和第二 MOS管作为电压比较器的输入端，电压比较器的输出端通过由第十一MOS管和第十二MOS管构成的反相器反向输出；所述电压比较器上还连接有在输入差值较小时给尾电流进行电流补充的辅助支路。
[0006]进一步的，第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管和第^^一 MOS管的源极相连；第三MOS管和第四MOS管的栅极相连，第五MOS管和第六MOS管的栅极相连；第四MOS管和第六MOS管的漏极分别与第八MOS管和第九MOS管的漏极相连；第三MOS管和第五MOS管的漏极分别与第一 MOS管和第二 MOS管的漏极相连；第一 MOS管和第二 MOS管的源极与第七MOS管的漏极相连，第七MOS管的栅极与第十MOS管的栅极相连；第八MOS管的栅极和第九MOS管的栅极相连，第七MOS管、第八MOS管以及第九MOS管的源极均接地。
[0007]进一步的，辅助支路包括第十三MOS管、第十四MOS管、第十五MOS管、第十六MOS管、第十七MOS管以及第十八MOS管；第十三MOS管和第十四MOS管的源极均与第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管和第^^一 MOS管的源极相连；第十三MOS管和第十六MOS管的栅极均连接到第三MOS管栅极和第四MOS管栅极之间的连接点上；第十四MOS管和第十五MOS管的栅极均连接到第五MOS管栅极和第六MOS管栅极之间的连接点上；第十五MOS管和第十六MOS管的源极分别与第十三MOS管和第十四MOS管的漏极相连，第十五MOS管和第十六MOS管的漏极与第十七MOS管的漏极相连；第十七MOS管和第十八MOS管的栅极相连，第十八MOS管的漏极与第一 MOS管和第二 MOS管的源极相连；第十七MOS管和第十八MOS管的源极均接地。
[0008]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0009]本发明在原有箝位推挽输出比较器的基础上加入辅助分支，调控原比较器的尾电流，从而使得在比较不同的输入差时采用不同的尾电流，降低比较器的功耗。在传输延时不变的情况下，本发明的平均电流比原电路的平均电流减少了 60%还多。在电源电压是5V的情况下，给两种比较器加相同的激励一一正向输入端加斜坡信号，幅值由1.5V上升至2.5V，上升时间为I μ s，反向输入端加一个2V的直流信号。比较器的尾电流皆是由电流镜镜像电流源得到，但改进的比较器比原比较器采用小幅值的电流源，当正向输入大于反相输入时，比较器输出电压为高电平；当反向输入大于正向输入时，比较器输出电平为低电平，比较器的输出电压再经由一个反相器反向输出。常温27°C下进行仿真，当改进的电压比较器与原比较器有相同的传输延时15.36ns时，改进的比较器的平均电流为22.38 μΑ，原比较器的平均电流为60.21 μ Α，功耗减少了 62.8%。
【附图说明】
[0010]图1为原有的电压比较器电路图；
[0011]图2为改进的电压比较器电路图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细的说明:
[0013]参见图2，本发明包括由第一 MOS管Μ1、第二 MOS管M2、第三MOS管M3、第四MOS管Μ4、第五MOS管Μ5、第六MOS管Μ6、第七MOS管Μ7、第八MOS管Μ8和第九MOS管Μ9构成的电压比较器，电压比较器的输入端是第一 MOS管Ml和第二 MOS管M2，尾电流的偏置是通过第十MOS管MlO与电流源相连镜像得到，输出端通过由第i^一 MOS管Mll和第十二 MOS管M12构成的反相器反向输出，改进的电压比较器存在辅助支路，可以检测到什么时候输入的差值较小，同时在输入差值较小的时候给尾电流进行大的电流补充，而在两输入差值大的时候，辅助支路的补充电流小，因而该电压比较器可以在较小的传输延时和低的功耗下获得正确的比较结果。第三MOS管M3、第四MOS管M4、第五MOS管M5、第六MOS管M6和第^^一MOS管Ml I的源极相连；第三MOS管M3和第四MOS管M4的栅极相连，第五MOS管M5和第六MOS管M6的栅极相连；第四MOS管M4和第六MOS管M6的漏极分别与第八MOS管M8和第九MOS管M9的漏极相连；第三MOS管M3和第五MOS管M5的漏极分别与第一 MOS管Ml和第二 MOS管M2的漏极相连；第一 MOS管Ml和第二 MOS管M2的源极与第七MOS管M7的漏极相连，第七MOS管M7的栅极与第十MOS管MlO的栅极相连；第八MOS管M8的栅极和第九MOS管M9的栅极相连，第七MOS管M7、第八MOS管M8以及第九MOS管M9的源极均接地。
[0014]辅助支路包括第十三MOS管M13、第十四MOS管M14、第十五MOS管M15、第十六MOS管M16、第十七MOS管M17以及第十八MOS管M18 ;第十三MOS管M13和第十四MOS管M14的源极均与第三MOS管M3、第四MOS管M4、第五MOS管M5、第六MOS管M6和第^^一 MOS管Mll的源极相连；第十三MOS管13和第十六MOS管16的栅极均连接到第三MOS管M3栅极和第四MOS管M4栅极之间的连接点上；第十四MOS管14和第十五MOS管15的栅极均连接到第五MOS管M5栅极和第六MOS管M6栅极之间的连接点上；第十五MOS管M15和第十六MOS管M16的源极分别与第十三MOS管M13和第十四MOS管M14的漏极相连，第十五MOS管M15和第十六MOS管M16的漏极与第十七MOS管M