專利名稱：一種低回踢噪聲的cmos鐘控比較器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低回踢噪聲的鐘控比較器的電路設(shè) 計(jì)。
背景技術(shù)：
CMOS鐘控比較器具有功耗低、速度快、能在低電源電壓下工作等優(yōu)點(diǎn)，從而廣泛應(yīng) 用于模數(shù)轉(zhuǎn)換器、電源管理電路等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的CMOS鐘控比較器具有較大的回踢噪聲，從 而在比較器的輸入信號上產(chǎn)生大量的毛刺干擾。所以，在應(yīng)用中通常需要在比較器的前級 加入預(yù)放大器來避免輸入信號受到干擾，進(jìn)而造成大量的功耗開銷。針對這一問題，降低鐘 控比較器本身的回踢噪聲可以降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本、減少系統(tǒng)功耗開銷，因而具有十分重要 的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于可降低回踢噪聲的CMOS鐘控比較器，以避免預(yù)放大器的使用。本發(fā)明提供的低回踢噪聲的CMOS鐘控比較器，包括由2個(gè)晶體管軋、M2構(gòu)成的 差分輸入管對，由4個(gè)晶體管1慫、#7、叢組成的鎖存器，由4個(gè)晶體管#，#μ、##、#Μ組成 的復(fù)位電路，由4個(gè)晶體管為、i^#w、i/ 組成的回踢噪聲消除電路和由4個(gè)晶體管#Μ、#/7、 M18, i/ 組成的緩沖器五個(gè)部分。其中，所述差分輸入管對用于將輸入的差分電壓信號轉(zhuǎn)換 為電流信號并送入所述鎖存器；所述鎖存器根據(jù)電流的大小得出比較結(jié)果并通過所述緩沖 器輸出；所述復(fù)位電路用于對電路進(jìn)行復(fù)位，以便于進(jìn)行下一次比較；回踢噪聲消除電路 用于消除比較器的回踢噪聲。該比較器的工作分為比較相和復(fù)位相兩個(gè)階段。在比較相，輸入信號通過輸入對 晶體管的柵極輸入。輸入對管將輸入的電壓信號轉(zhuǎn)換為電流信號進(jìn)入鎖存器。鎖存器根據(jù) 兩邊電流的大小得出比較結(jié)果并通過正反饋放大至滿幅。比較結(jié)果通過輸出緩沖器輸出。 在復(fù)位相，由晶體管#，# 、# 、組成的復(fù)位電路將節(jié)點(diǎn)電壓& vr, ν,, &拉至α隊(duì)從而 使比較器輸出電壓vout+、都被復(fù)位至高電平Vwo上述方案中，當(dāng)時(shí)鐘信號c從為低且c從為高時(shí)，比較器工作于比較相。當(dāng)elk 為高且為低時(shí)，比較器工作于復(fù)位相。上述方案中，在比較相，由于晶體管為、慫導(dǎo)通，節(jié)點(diǎn)電壓V尸、&被鎖存器推至Vwo上述方案中，在比較器的復(fù)位相，由于晶體管為、叢關(guān)斷而晶體管軋。、M11導(dǎo)通，節(jié) 點(diǎn)電壓4、&被繼續(xù)保持在Vddo本發(fā)明提出的鐘控比較器摒棄了傳統(tǒng)的在比較器前級加入預(yù)放大器來降低回踢 噪聲的方法，大大簡化了電路結(jié)構(gòu)，降低了功耗開銷，功能可靠，具有良好的應(yīng)用前景。本發(fā)明具有以下有益效果
1、本發(fā)明中，輸入對晶體管的漏極電壓始終保持在。，所以避免了回踢噪聲的產(chǎn)生。2、本發(fā)明中，比較器的電源和地之間沒有直流通路，所以沒有靜態(tài)電流消耗，從而功耗大幅降低。


圖1為本發(fā)明提出的低回踢噪聲CMOS鐘控比較器的電路圖。圖2為比較器的時(shí)鐘波形圖。圖3為比較器工作在比較相時(shí)的簡化電路圖。圖4為比較器工作在復(fù)位相時(shí)的簡化電路圖。圖5為比較器輸入信號受比較器回踢噪聲影響的仿真波形。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明。圖1為本發(fā)明提出的低回踢噪聲CMOS鐘控比較器的電路圖。其主要由差分輸入 對晶體管(M1,尾)、鎖存器iM5、M6, #,、鴆)、復(fù)位電路d M13, M14,軋》、回踢噪聲消除電路(為、 M4,Mjo,Mn)和輸出緩沖器(#Μ、# 、# 、# )五個(gè)部分組成。其中，輸入對晶體管用于將輸入 的差分電壓信號轉(zhuǎn)換為電流信號并送入鎖存器，鎖存器根據(jù)電流的大小得出比較結(jié)果并通 過緩沖器輸出。復(fù)位電路用于對電路進(jìn)行復(fù)位，以便于進(jìn)行下一次比較?；靥咴肼曄?路用于消除比較器的回踢噪聲。圖2為比較的時(shí)鐘波形圖。如圖所示，當(dāng)時(shí)鐘信號elk為低且c從為高時(shí)，比較 器工作于比較相。此時(shí)，輸入信號通過差分對管軋、叢的柵極輸入。輸入對管將輸入的電壓 信號轉(zhuǎn)換為電流信號進(jìn)入鎖存器。鎖存器根據(jù)兩邊電流的大小得出比較結(jié)果并通過正反饋 放大至滿幅。比較結(jié)果通過輸出緩沖器輸出。當(dāng)c從為高且c從為低時(shí)，比較器工作于 復(fù)位相。此時(shí)，晶體管#，#〃、##、#^將節(jié)點(diǎn)電壓& Vr, V,, &拉至0刃。從而比較器輸出 Vou…-都被復(fù)位至高電平Vw。圖3為比較器工作在比較相時(shí)的簡化電路圖。如圖所示，在比較相，晶體管為、M4 導(dǎo)通，廣關(guān)斷，節(jié)點(diǎn)電壓[、&被鎖存器推至Vddo圖4為比較器工作在復(fù)位相時(shí)的簡化電路圖。如圖所示，在復(fù)位相，由于晶體管為、 M4關(guān)斷而#w、M11導(dǎo)通，節(jié)點(diǎn)電壓Vp, Ve被繼續(xù)保持在Vwo圖5為比較器輸入信號受比較器回踢噪聲的影響的仿真波形。該圖上部的波形是 傳統(tǒng)鐘控比較器(不包含回踢噪聲消除電路)輸入信號受比較器回踢噪聲影響的情況，由圖 可見輸入信號里有較大的毛刺，因此其受比較器回踢噪聲的影響相當(dāng)嚴(yán)重。圖5下部分的 波形是本發(fā)明提出的比較器(包含了回踢噪聲消除電路)輸入信號受比較器回踢噪聲影響 的情況，由圖可見輸入信號十分干凈，這表明比較器的回踢噪聲被大幅降低。
權(quán)利要求
一種低回踢噪聲的鐘控比較器，其特征在于包括由第一、第二晶體管(M1、M2)構(gòu)成的差分輸入對管，由第五、第六、第七和第八晶體管(M5、M6、M7、M8)組成的鎖存器，由第十二、第十三、第十四和第十五晶體管(M12、M13、M14、M15)組成的復(fù)位電路，由第三、第四、第十和第十一晶體管(M3、M4、M10、M11)組成的回踢噪聲消除電路和由第十六、第十七、第十八和第十九晶體管(M16、M17、M18、M19)組成的緩沖器五個(gè)部分；其中，所述差分輸入對管用于將輸入的差分電壓信號轉(zhuǎn)換為電流信號并送入所述鎖存器；所述鎖存器根據(jù)電流的大小得出比較結(jié)果并通過所述緩沖器輸出；所述復(fù)位電路用于對電路進(jìn)行復(fù)位，以便于進(jìn)行下一次比較；回踢噪聲消除電路用于消除比較器的回踢噪聲； 該鐘控比較器的工作分為比較相和復(fù)位相兩個(gè)階段，其中輸入信號通過所述差分輸入對管的柵極輸入，在比較相，差分輸入對管將輸入的電壓信號轉(zhuǎn)換為電流信號進(jìn)入所述的鎖存器；所述鎖存器通過正反饋對輸入信號放大至滿幅，并通過所述的緩沖器輸出比較結(jié)果；在復(fù)位相，所述的復(fù)位電路將節(jié)點(diǎn)電壓VX、VY、VR、VS拉至GND，從而使比較器輸出電壓Vout+、Vout 被復(fù)位至高電平VDD。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低回踢噪聲的鐘控比較器，其特征在于當(dāng)時(shí)鐘信號c從為 低且c從為高時(shí)，比較器工作于比較相 ’當(dāng)elk為高且c從為低時(shí)，比較器工作于復(fù)位 相。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低回踢噪聲的鐘控比較器，其特征在于在比較相，第 三、第四晶體管(軋、叢)導(dǎo)通，節(jié)點(diǎn)電壓[、&被鎖存器推至Vm ；在復(fù)位相，第三、第四晶體管 (.M3, M4)關(guān)斷而第十、第十一晶體管(#w、i/ )導(dǎo)通，節(jié)點(diǎn)電壓VP、&被繼續(xù)保持在Vw。
全文摘要
本發(fā)明屬于集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種低回踢噪聲的鐘控比較器。該比較器包括差分輸入對管，由M5、M6、M7、M8組成的鎖存器，由M12、M13、M14、M15組成的復(fù)位電路，由M3、M4、M10、M11組成的回踢噪聲消除電路和由M16、M17、M18、M19組成的緩沖器五個(gè)部分。比較器的工作分為比較相和復(fù)位相兩個(gè)階段當(dāng)時(shí)鐘clk為低電平時(shí)，比較器工作在比較相，比較結(jié)果通過Vout+與Vout-輸出，節(jié)點(diǎn)電壓VX、VY被抬升至VDD；當(dāng)clk變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，比較器進(jìn)入復(fù)位相，VX、VY被下拉至GND，VP、VQ與VX、VY被隔離開來，同時(shí)避免了回踢噪聲的產(chǎn)生。本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)簡單，功能可靠，具有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號H03K5/24GK101944895SQ20101028038
公開日2011年1月12日 申請日期2010年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月14日
發(fā)明者張輝, 楊思宇, 洪志良, 秦亞杰 申請人:復(fù)旦大學(xué)